位相雑音からクロックジッタを求める方法

シグナルアナライザにより測定した位相雑音からクロック信号のジッタを求める方法を紹介します

アプリケーション

■接続ブロック図

ソリューション

■シグナルアナライザにより測定した位相雑音レベルからクロックジッタを算出することができます。

■リアルタイム・アクイジションにより瞬時のジッタも測定できます。また平均化により長時間のRMSジッタを求めることもできます。
PLLのかかったクロック信号をシグナルアナライザで測定すると左図のようなスペクトラムになります。
この場合クロックジッタを引き起こすノイズ成分は斜線領域の面積で近似することができます。

位相ノイズPn(dBc/Hz)と帯域幅Bw(Hz)からクロックジッタCj (Deg)を求めるには次式を用います。

クロック周波数をFc[Hz]とすると、ジッタ時間Tj [s]は、

※帯域幅Bwは、対数（dB）に変換する必要があります。
【10 log (Hz)】

■代表的な位相雑音と帯域幅についてCj とTj の表を作成すると以下のようになります。但し、Fc = 1GHzとします。

Cj［度］

位相雑音 [dBc/Hz]	10kHz BW	100kHz BW	1MHz BW	1MHz BW
-60	8.10	25.62	81.02	256.23
-70	2.56	8.10	25.62	81.02
-80	0.81	2.56	8.10	25.62
-90	0.26	0.81	2.56	8.10
-100	0.08	0.26	0.81	2.56

Tj［ps］@1GHz

位相雑音 [dBc/Hz]	10kHz BW	100kHz BW	1MHz BW	1MHz BW
-60	22.51	71.18	225.06	711.75
-70	7.12	22.51	71.18	225.06
-80	2.25	7.12	22.51	71.18
-90	0.71	2.25	7.12	22.51
-100	0.23	0.71	2.25	7.12

システム構成・価格

シグナルアナライザMSA538	×1	¥748,000
リチウムイオン電池 [MB400]	×1	¥21,600
SMA-SMAケーブル1.5m [MC303]	×1	¥17,000
変換アダプタ N(P)/SMA(J) [MA306]	×1	¥12,500
合計価格（税抜き）		¥799,100