常見的定時測量要求是確定指定頻段內的抖動成分引起的rms抖動。可以結合使用力科抖動和定時分析(JTA)選項及示波器頻域分析(FFT)工具，進行這一測量。
時域中的抖動在頻域中會表現為相噪。JTA選項中的時間間隔誤差(TIE)函數測量信號的瞬時相位，是一種相位解調器。TIE輸出是信號定時相對于用戶輸入的參考頻率的變化，在本應用中參考頻率設置為載頻。我們繪制定時隨時間變化情況。通過對TIE函數應用FFT，可以得到相位調制包絡的頻譜圖。
圖1是進行這一分析的結果。頂部曲線(ch2)是采集的波形。在本例中，這是一個10 MHz載波相位，使用100 kHz正弦突發進行調制，峰值相位偏差為0.1弧度。調制源觸發采集，并與100 kHz突發同步。采集的波形下面的曲線(曲線A)是采集的信號的時間間隔誤差。由于這是解調的相位變化，因此它有效恢復了調制波形，在本例中是100 kHz正弦突發。
從上面起第三條曲線(曲線B)是調制波形的FFT。正弦突發得到一個以調制頻率為中心的分布頻譜。調制包絡的幅度頻譜讀數以時間為單位。對這個頻譜求平方(曲線C)，然后把平方后的頻譜除以FFT分析的二倍噪聲帶寬，轉換成功率譜密度。噪聲帶寬是FFT (f)的解析帶寬與選定FFT加權函數有效噪聲帶寬系數(ENBW)的乘積。在本例中，我們選擇了矩形加權，ENBW系數為1，f為500 Hz。系數2把FFT幅度標度從峰值轉換成rms。
在曲線D (與曲線C重疊)中，我們使用重新定標數學函數，把平方后的頻譜除以1000。曲線D是抖動波形均方后的頻譜密度。我們的目標是在頻域中測量調制頻譜的rms抖動，并使其與時域波形的rms抖動相匹配。
圖1: 100 KHz正弦突發調制的10 MHz載波的均方(面積)和rms( sdev)抖動，其中占空比為50%。
在曲線A中，時域波形的rms值使用標準偏差(sdev)參數測得。在本例中，這個值為830 ps。我們使用標準偏差，而不是rms值，消除在本例中無關的中間值(DC)。
重新定標后的頻譜下的面積(曲線D)是頻域波形的均方值。面積的平方根參數是頻譜的rms抖動。我們計算參數光標之間的面積，在本例中，參數光標分別放在0格和10格上。我們使用顯示放大功能放大了均方后的頻譜，計算50 - 150 kHz頻率范圍內的面積參數。通過使用參數光標和/或縮放控制，可以選擇感興趣的頻段。在本例中，頻譜的rms值為832.9 ps，位于rms抖動值(830 ps)的0.3%范圍內。
我們之所以選擇突發波形，是因為它產生一個分布頻譜，其rms值與占空比的平方根成比例。在第一個實例中，對50%的占空比，突發時間周期為1 ms，突發重復周期為2 ms。表1顯示了對10% - 100%的占空比測得的時域(標準偏差)和頻域(√Area)抖動值。
重復測量面積和標準偏差表明，在多次采集中，面積參數約有4%的變化，標準偏差約有2%的變化。圖2說明了可以怎樣應用這一技術，把抖動成分與不同的頻率分開。我們采集了一個帶有25 kHz和75 kHz成分的雙音突發。使用標準偏差參數可以得到總rms抖動為1.033 ns rms。通過使用顯示放大功能，可以分離75 kHz突發導致的抖動。面積參數的平方根讀數(741 ps)表明了50 - 100 kHz范圍內頻譜成分的rms抖動。
|
占空比% |
標準偏差ps |
√Area ps |
差% |
|
100 |
1,202 |
1,199 |
0.2 |
|
75 |
1,054 |
1,049 |
0.4 |
|
50 |
830 |
832.9 |
0.3 |
|
25 |
607 |
598.6 |
1.3 |
|
10 |
406 |
405 |
0.2 |
圖2 分隔不同頻率的抖動成分實例。