J-Test Jitter测试

nethopper

J-Test Jitter测试

一、前言


播放模拟声源(例如：唱片、磁带等)的信号会因为转速不稳而产生“模拟”抖晃（Wow & Flutter）；播放数字声源（例如CD，DVD等）的信号会因为采样时钟不稳而产生“数字”抖晃（Jitter）。虽然这两者的英文完全不同，但中文似乎难以找到不同的两个字的词来明显区别二者（也许Jitter可译为“鸡头”），所以暂且都叫做抖晃，前面再加上“模拟”和“数字”做定语。“模拟”抖晃的测量可参考此贴： 模拟录放之抖晃率测试(Wow & Flutter Measurement)，下面介绍“数字”抖晃Jitter的测量，主要是AES3数字音频连接常用的J-Test测试。

Jitter可分为随机（Random jitter）和非随机（Deterministic jitter）两大类。而非随机Jitter通常又分为周期性的（Periodic）和依赖数据的（Data Dependent）两类。Jitter可用其时间抖动的RMS值或峰峰值来表示。在频域，Jitter被称为相位噪声。随机性Jitter将升高噪声水平，它是每个系统固有的，很难根除。周期性Jitter将在信号频率周围产生边带，它通常是外部某些干扰引起的，比如来自电源的某个频率干扰等，对信号恶化影响最大。Jitter测量，尤其是对Jitter的频域分析，可帮助找到Jitter原因，以改进电路。

二、J-Test信号

AES3包括平衡和非平衡的专业格式以及同轴和光纤SPDIF的消费级变种。由于没有独立的时钟线，接收设备需要从接收到的数据中恢复时钟信号，如果消除抖动的措施不到位，可能出现比较严重的Jitter。


Julian Dunn推荐的J-Test信号广泛用来激励通过数字音频连接AES3产生的最坏情况下的抖晃。J-Test信号由两个信号叠加而成。第一个信号是频率为采样频率1/4（例如：采样频率为48kHz，信号频率为12kHz）的“方波”，其幅度为满程的1/2（注意：当转换为模拟信号时，此“方波”将被带限于1/2的采样频率内而变为幅度为满程的0.707倍的正弦波）。第二个信号是一个低频方波，频率通常为采样频率的1/192（例如：采样频率为48kHz，信号频率则为250Hz），幅度为1 LSB（在0和-1LSB间切换）。下图是一个24比特、采样频率为48kHz的J-Test信号的波形（已经通过SINC插值带限于1/2采样频率内，所以是正弦波）及频谱。由图可见，信号的高频正弦波只有一个位于12kHz的频率分量，而低频方波包括250Hz的基波和它的所有奇次谐波。在没有抖晃情况下，12kHz信号的幅度超过其附近的边带幅度170dB以上，超过250Hz信号幅度140dB以上。这为抖晃测量提供了一个良好的余量空间，因为抖晃将通过相位调制而以边带或噪声的形式出现在主信号频率的周围。

图1   48kHz采样频率24位J-Test信号

上图的24位J-Test信号是由以下192个采样点不断重复输出得到的。这个192个点以16进制格式表示为：

C00000,C00000,400000,400000 (× 24)
BFFFFF,BFFFFF,3FFFFF,3FFFFF (× 24)

严格地说，J-Test信号不适用于不从数据中恢复时钟的情况，但有很多非AES3的Jitter测试，也常采用此信号。

零一三南宫南

感谢楼主分享，点赞

cloudfly55

и

jato_01

楼主没下文?

nethopper

同理，16位的J-Test信号也是192个采样点不断重复输出得到的，以16进制格式表示为：

C000,C000,4000,4000 (× 24)
BFFF,BFFF,3FFF,3FFF (× 24)

其波形（已经通过SINC插值带限于1/2采样频率内，所以是正弦波）和频谱如下图。在没有抖晃情况下，12kHz信号的幅度超过其附近的边带幅度124dB左右，超过250Hz信号幅度92dB以上。



从上面的精心设计的采样点数据可以看出，J-Test采样数据的后22位（采样位数=24位时）或后14位（采样位数=16时）以较低的频率（1/192的采样频率，48kHz采样频率下为250Hz）整齐地同时翻转。采用这一较低频率的原因是它通常不容易被AES3的接收端的时钟恢复电路衰减。而测试信号的主频较高，为1/4的采样频率（48kHz采样频率下12kHz），主要是因为高频信号受Jitter影响更大，而且在该频点构造J-Test信号的确方便。上述J-Test信号的特殊组成用于激发由数据引起的最坏情况下的Jitter。若将传输J-Test信号时的频谱图与传输0信号时的频谱图比较，除去J-Test信号的本底谱线，剩余的差别部分就是由于数据导致的Jitter引起的。

三、Jitter的直接测量法与间距测量法

Jitter的测量有直接法和间接法。直接测量法就是直接测量时钟信号的波形，然后可在时域直接计算每个周期的时钟误差然后做统计分析，也可做眼图来定性分析；或者在频域分析载波及其相位噪声的频谱。直接测量法要求仪器有较高的时间分辨率，定量分析还需要仪器具有统计分析和谱分析能力。直接测量法也需要对被测设备的电路有所了解，有的时候不是很方便，比如对一个装入外壳里的成品的测试，还得打开盖子来做。

间接测量法就是向被测系统注入自身Jitter相对于被测系统极低的测试信号（例如正弦波），然后对被测时钟所转换后（例如ADC或DAC）或传输后（例如AES3传输通道）的数据进行分析来定性或定量地推断出时钟的Jitter情况。

本文主要介绍的是间接法测量Jitter 。

fsqc

更新一层隔了两年。。。。

等离子

学习

nethopper

四、间接法测量Jitter的定量分析