完美的時序：用抖動與相位噪聲測量做時鐘分頻

對大部分器件來說，兩個時鐘信號有相同JO的直覺是正確的，雖然事實上，一個被2除的時鐘信號的相位噪聲要比原時鐘信號的相位噪聲低6dB。注意對于除以2的情況，6dB=20×log2。

下面的例子給出了相位噪聲與抖動被2除的效果。這些測量采用了一只Silicon Laboratories的Si5324 PLL器件(圖5)。注意，高速VCO對輸出時鐘做再同步，而不管最終的輸出頻率，這意味著對所有可能的分頻器值，邊沿的形狀與位置都應是相同的。唯一不同的應該是在給定時間間隔內出現的少數幾個時鐘邊沿。雖然存在一些重新定時噪聲，但它對所有分頻器值都是一樣的(圖6)。

圖中的六根曲線基本相同，但垂直方向相差6dBc/Hz。對所有偏移頻率與分頻器值，這6dB的間隔都相對恒定，只有一個或兩個例外。在圖的右側，時鐘(或載波)的偏移為最大，曲線之間的相對垂直偏移被壓縮。當時鐘頻率降低時，壓縮也增加。當時鐘頻率和相位噪聲曲線值減小時，這個壓縮也變得更明顯。出現壓縮的原因是，Agilent技術公司E5052B型信號源分析儀的本底噪聲接近于Si5324 IC的相位噪聲或抖動產生值。因為Si5324的超低抖動與低載波頻率相結合的效應，才使本底噪聲成為一個問題。表2給出了六張圖各自的抖動值，抖動從100Hz~20MHz做積分，所有抖動值均為飛秒rms。

注意當輸出頻率降低時，抖動會略微增加，這證明了，輸出抖動是一個相對恒定的值，盡管相位噪聲曲線之間有6 dB的分離度。在最低輸出頻率上，抖動增加的速率變得更明顯。下面讓我們看看兩種rms相位噪聲值的增長來源：儀器本底噪聲與混疊。

本底噪聲，相位噪聲

在低時鐘頻率下，儀器的本底噪聲可能成為極低抖動時鐘相位噪聲測量的限制性因素。某種程度上，你測量的是自己的設備，而不是DUT。即使當時鐘頻率降低時，相位噪聲曲線單調地減小，rms沿抖動也幾乎保持恒定不變，因為相位噪聲積分是用時鐘周期來改變rms抖動值的大小。

為演示這種情況，考慮對相位噪聲積分，產生一個rms抖動值的過程。大多數現代相位噪聲設備都會產生一個有兩欄的文件，通常是一個CSV(逗號分隔值)文件。其中一欄列出了與時鐘(或載波)頻率偏差的頻率值，單位為赫茲。另一欄則列出了在偏移頻率處，參照每赫茲載波的相位噪聲值(分貝)。因此，這些欄中包含的各對數據點描述了對時鐘頻率一個確定偏移處的相位噪聲。用方程：線性值=10(dBc/Hz)/10將參照每赫茲載波的分貝值轉換為線性值后，對所有頻率偏移點的曲線下面積求和做積分。