Einführungsbeitrag

Dieses Dokument beschreibt die Verfahren zur Messung und Evaluierung von Phasenjitter piezoelektrischer, dielektrischer und elektrostatischer Oszillatoren, einschließlich Oszillatoren mit dielektrischem Resonator (DRO) und Oszillatoren mit Dünnschicht-Volumenwellen-Resonator (FBAR) (nachfolgend als "Oszillatoren" bezeichnet) fest, und gibt Richtlinien für Phasenjitter, die eine genaue Messung von RMS-Jitter ermöglichen. Für das Messverfahren wird eine Messeinrichtung oder ein Messsystem für Phasenrauschen verwendet. Es werden drei Grundverfahren beschrieben. Dies sind die Messung im Zeitbereich mithilfe eines digitalen Echtzeit- oder Probenoszilloskops, die Messung im Datenbereich (BFR-Prüfgerät) und die Messung im Frequenzbereich mithilfe eines Phasenrausch-Prüfgerätes oder eines Jitter- und Wander-Prüfgerätes. Bei der Messung von Phasenjitter und Wander in Oszillatorschaltungen sollte auf die relative Reproduzierbarkeit der Messung geachtet werden. Der Anwender und der Hersteller sollten ihr Verständnis hinsichtlich der relativen Reproduzierbarkeit der Messung miteinander absprechen. Die Messeinrichtung (einschließlich Softwareprogramme) sollte durch einen Vertrag zwischen Hersteller und Anwender eindeutig festgelegt werden. Wenn Phasenjitter und Wander durch Phasenrauschen berechnet wird, sollte der Bereich der Frequenzabweichung durch einen Vertrag zwischen Hersteller und Anwender eindeutig festgelegt werden. Der normative Anhang A beschreibt das Verfahren zur Berechnung der Phasenjitteranzahl auf Grundlage der Phasenrausch-Messergebnisse. Aus der auf Grundlage der Phasenrausch-Messergebnisse berechneten Phasenjitteranzahl lässt sich der RMS-Jitter ermitteln. Wird ein Spektrumanalysator oder ein Phasenrausch-Messsystem verwendet, kann der Phasenjitter hinsichtlich der Frequenzanteile analysiert werden, die für die Analyse der Phasenjitter-Ursache genutzt werden kann. Auf Grundlage der Phasenjitter-Messung durch das Phasenrausch-Messsystem kann die ultraniedrige Phasenjitteranzahl, welche mit anderen Phasenjitter-Messverfahren nicht gemessen werden kann, gemessen werden. Das Phasenrausch-Messsystem ist daher zur Bewertung hochstabiler Geräte wie Oszillatoren geeignet. Hinsichtlich der Signale des Oszillators werden von Kunden verschiedene Arten von Signalwellenformen wie Sinuswellen und Rechteckwellen gefordert. Für sie wird, was die Sinuswellensignale betrifft, die Anwendung des Phasenrausch-Messsystems als theoretisch und geeignet erachtet. Da es jedoch im Hinblick auf die Rechteckwellensignale noch kein anderes Verfahren zur sicheren Messung der ultraniedrigen Phasenjitteranzahl gibt (trotz Einbeziehung fehlererhöhender Faktoren), muss das Phasenrausch-Messsystem angewendet werden. Im Allgemeinen wird bei Betrachtung der Messergebnisse des SSB-Phasenrauschens des Oszillators häufig die Offset-Frequenz auf der horizontalen Achse mit 10 Hz bis 1 MHz, 1 Hz bis 1 MHz, und 1 Hz bis 10 MHz angegeben. Im Besonderen wird für die Offset-Frequenz von 10 kHz oder mehr als Grundniveau die Offset-Frequenz mit 1 MHz oder 10 MHz angegeben. Eine solche Offset-Frequenz ergibt sich, weil in der Messeinrichtung Filter integriert sind. Andererseits können hinsichtlich des Phasenjitters die Messwerte unabhängig von der Offset-Frequenz erhalten werden, da solche Filter nicht erforderlich sind. Es kann daher langfristig keine vollständige Übereinstimmung für die Phasenrausch-Messwerte und die Phasenjitter-Messwerte zur Verfügung gestellt werden. Allerdings müssen bei Oszillatoren mit ultraniedriger Phasenjitteranzahl die Phasenrausch-Messwerte und der Phasenjitter korrelieren, weshalb Phasenrauschen und Phasenjitter aus Gründen der Einfachheit verwendet werden. Zuständig ist das DKE/K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 642 - Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion