جیتر در طراحی برد الکترونیکی

جیتر چیست؟

انواع جیتر

عوامل جیتر

چطور جیتر را اندازه گیری و کاهش دهیم؟

اثر جیتر

 

 

جیتر چیست؟

در الکترونیک و مخابرات، جیتر فاصله زمانی بین سیگنال واقعی و سیگنال اسمی است در حالی که نویز اختلاف دامنه سیگنال است. جیتر منجر به تغییر در فاز، عرض و دوره سیگنال می­شود. جیتر عاملی ناخواسته است که باعث کمی خطا در سریال لینک می شود. داده از طریق سیستم و لینک های داده سریال جابجا می­شود. کلاک و مدار بهبود داده برای دقت در ارسال داده در سیستم از فرستنده به گیرنده هستند.

ترجمه دقیق داده در سمت گیرنده عمدتاً بستگی به اطلاعات دقیق در لبه های کلاک دارد. فاکتورهای زیادی بر سیگنال کلاک (زمانبندی سیگنال) بسته به مکان از جمله تداخلات الکترومغناطیسی، ارتعاشات، درجه حرارت تاًثیر دارند که باعث ایجاد جیتر می شوند. نتیجه جیتر خطا در داده دریافتی و فایل داده ای خراب مانند فایل ویدیویی یا صوتی با کیفیت پایین است.

هر برنامه تلرانس خود را برای جیتر دارد. جیتر یک نانوثانیه می تواند منجر به کاهش رزولوشن یک بیت شود. در حالت ایده آل زمان بین دو نمونه در طول تبدیل آنالوگ به دیجیتال باید یکسان باشد، اما جیتر را داریم و زمان بین دو نمونه متفاوت خواهد بود. انواع جیتر را داریم و تاًثیر جیتر بر روی سیگنال بسته به نوع جیتر دارد.

 

انواع جیتر

جیترهای تصادفی نامحدود هستند و هر شکلی می توانند بگیرند، در حالی که جیترهای قطعی محدود هستند. به همین دلیل به عنوان جیتر گوسن نیز شناخته می شوند. از طرف منبعی تصادفی در دامنه تصادفی می تواند رخ دهد، بنابراین جیترها غیر قابل پیشبینی هستند. جیتر تصادفی توزیعی نرمال را دنبال می کند و منبع اصلی آن نویز حرارتی قطعه ای الکترونیکی است. نویز کوتاه و فلیکر نیز می توانند باعث جیتر تصادفی شوند.

جیتر قطعی جیتری سیگنال داده ای قابل پیشبینی و تولید مجدد است. این جیتر مقدار قله به قله محدود دارد که می توان به راحتی مشاهده و پیشبینی کرد. جیتر قطعی توزیع غیرنرمال دارد. جیتر می تواند مستقل یا وابسته به رشته داده باشد. این جیتر به عنوان جیتر دوره نیز دسته بندی می شود.

جیتر کلی ترکیب جیتر تصادفی و قطعی است و بر اساس BER محاسبه می شود.

 

عوامل جیتر

در دستگاهی کوچک و فشرده با تمام قطعات الکترونیکی روی یک تراشه تداخل آنالوگ می توان به دلیل تریس های PCB ، هادی ها، ویاها و قطعات الکترونیکی نزدیک روی یکپارچگی سیگنال تاًثیر بگذارند. می توانند روی یکپارچگی سیگنال تاًثیر بگذارند و جیتر را معرفی کنند. در قطعات الکترونیکی یکپارچه در مقیاس بزرگ جیتر یکی از موارد بررسی ها در طراحی برد الکترونیکی است.

  • جیتر مطلق سیگنال کلاک را به مکانی متفاوت از جای مورد انتظار می تواند به وسیله آنالیزر شبکه اندازه گیری شود.
  • جیتر دوره به عنوان جیتر چرخه و در یک چرخه سیگنال کلاک شناخته می شود. این جیتر با نوسان سنج اندازه گیری می شود.
  • جیتر چرخه به چرخه از دو چرخه مجاور سیگنال کلاک است و همینطور مانند قبلی به وسیله نوسان سنج اندازه گیری می شود.

 

چطور جیتر را اندازه گیری و کاهش دهیم؟

ابزار اصلی اندازه گیری نوسان سنج است که بعنوان ابزار مرجع برای تست تحت نظارت استفاده می شود. جیتر دوره توسط محاسبات تصادفی در طول کلاک یک دوره با حداقل هزار تکرار اندازه گیری می شود. بعد از این مقادیر قله به قله، میانگین و انحراف استاندارد به وسیله داده ثبت شده محاسبه می شوند. همین رویه برای محاسبه جیتر چرخه به چرخه منتها با دو دوره استفاده می شود.

امکان کاهش سطح جیتر در سیگنال با مدار آنتی جیتر وجود دارد. مبدل های دیجیتال به آنالوگ (DAC) و آنالوگ به دیجیتال (ADC) از این سیستم برای کلاک و بهبود داده استفاده می کنند. عمده کار آنها این است که پالس های خروجی نزدیک به منحنی ایده آل را هم تراز و جیتر را حداقل کنند. امکان حذف جیتر به طور کامل وجود ندارد. حلقه قفل فاز نمونه ای از این مدار است.

 

اثر جیتر

سیگنال های کلاک در سیستم های نهفته مهم هستند. جیتر می تواند منجر به تاًخیر و به شدت خرابی اجرای سیستم گردد. این سیستم ها به هم زمانی حساس هستند و یک جیتر بلند می تواند منجر به شکست سیستم شود. برنامه های مبتنی بر TCP به شدت تحت تاًثیر قرار می گیرند و منجر به عملکرد ضعیف آنها می شود. برنامه ها هنوز کار می کنند اما جیتر اجرا را از بین می برد.

جیتر در برنامه های بلادرنگ بعنوان مثال ویدیو کنفرانس با پروتکل اینترنت قابل پذیرش نیست زیرا ارتباط دو سویه برقرار نمی شود. جیتر 100 میلی ثانیه و بالاتر منجر به قطعی این برنامه ها می شود.

جیتر عموما عامل ناخواسته ای است که منجر به کاهش عملکرد سیستم می شود. برنامه ای برای آن وجود دارد که جیترهای خود تولید شده به وسایل الکترونیکی تزریق می شوند تا عملکرد آنها آنالیز شود. این تست می تواند کمک به تعیین حداقل تلرانس جیتر شود که به وسیله آن تشخیص به خطر افتادن عملکرد دستگاه امکان پذیر می شود.

 

منابع electronics360globalspec - ویکیپدیا