Nobody is perfect: Auch der beste Oszillator liefert keine absolut saubere Ausgangskurve, sondern mehr oder weniger starke Abweichung in Bezug auf Frequenz, Zeit und Amplitude. Auch hierfür gibt es Messgrößen: Jitter und Phasenrauschen. Worum es dabei geht, erklärt dieser Blog-Beitrag.
Stellt man sich einen idealen digitalen Oszillator vor, dann liefert er ein gleichförmiges Rechtecksignal. Die Zeitspanne zwischen zwei Impulsen ist immer gleich, und die Impulse sind immer gleich lang. Wann der nächste Impuls eintrifft, lässt sich damit einfach und präzise vorhersagen.
Soweit die Theorie. In der Praxis ist das Signal aber nie hundertprozentig sauber: Die Impulse kommen manchmal zu früh oder zu spät. Dieses Phänomen heißt Jitter. Dieser Jitter kann die Funktion einer Schaltung negativ beeinflussen.
Es gibt verschiedene Arten von Jitter: Perioden-Jitter, Cycle-to-Cycle-Jitter, Peak-to-Peak-Jitter und Phasen-Jitter. Sie alle beschreiben dasselbe Phänomen, jeweils in einer anderen Betrachtungsweise. Die Werte der einzelnen Jitter-Arten sind also nicht so einfach miteinander vergleichbar.
Das Ausgangssignal eines Oszillators kann auch in seiner Frequenz von der Idealform abweichen, dann spricht man von Phasenrauschen. Es resultiert aus dem Jitter, beide Werte stehen also zueinander in Beziehung.
Niedrige Werte bei Jitter und Phasenrauschen sind für eine ganze Reihe von Applikationen relevant, zum Beispiel in der High-Speed-Datenverarbeitung und -übertragung, A/D-D/A-Wandler oder bei Radarsystemen. Zu viel Jitter und Phasenrauschen kann zu Signalabschwächung und Datenverlusten führen, zum Beispiel, wenn sich benachbarte Signale gegenseitig beeinflussen. Dann steigt die Bitfehlerrate (Bit Error Rate - BER).
Ein praktisches Beispiel aus der Ortungstechnik: Bei einem Radar-System, das elektromagnetische Wellen in die Atmosphäre sendet, suchen wir nach dem zurückkommenden Echo, etwa eines Flugzeugs. Jitter auf dem Träger-Signal wirkt sich dabei unmittelbar auf die Genauigkeit der Positionsfeststellung aus: Alles, was Sie über oszillierende Quarze wissen müssen - in Kürze.
