Фазовый шум → джиттер

Интегральный фазовый шум, СКЗ фазовой ошибки и джиттер по точкам фазового шума из документации или измерений — для тактового генератора, синтезатора или гетеродина. Точки можно добавлять и удалять, всё пересчитывается при вводе.

Как это работает

Фазовый шум L(f) — мощность шума в полосе 1 Гц на отстройке f от несущей относительно мощности несущей, дБн/Гц. Между заданными точками он считается прямой на графике в логарифмическом масштабе по частоте (так фазовый шум и выглядит: участки с наклоном −10, −20, −30 дБ на декаду), и интеграл по каждому участку берётся точно, а не численно.

Интегральный фазовый шум — мощность шума во всей полосе: A = 10·lg ∫ 10^(L(f)/10) df, дБн. Так как L(f) — одна боковая полоса, а фазу сбивает шум с обеих сторон несущей, СКЗ фазовой ошибки — σφ = √(2·10^(A/10)) радиан. Джиттер — та же ошибка во времени: σt = σφ / (2π·f₀).

Полосу выбирают по задаче: 12 кГц … 20 МГц — стандартная для тактовых генераторов SONET/SDH и Ethernet, для гетеродина приёмника — от доли ширины канала до половины полосы сигнала. Шум ближе нижней границы отслеживает петля восстановления несущей или тактов, шум дальше верхней отсекает фильтр.

Фазовый шум ограничивает качество модуляции: при малой ошибке вклад в EVM ≈ σφ (в долях), например 1° ≈ 1,7 %. При делении частоты на N фазовый шум падает на 20·lg N дБ, а джиттер в секундах остаётся тем же; при умножении — наоборот растёт. Порядок строк в таблице не важен — точки сортируются по отстройке.