Jitter

Es denomina jitter, fluctuació del retart o simplement fluctuació a la variabilitat temporal durant l'enviament de senyals digitals, una llaugera desviació de l'exactitut de la senyal de rellonge. El jitter sol considerar-se com una senyal de soroll no desijada. En general es denomina jitter a un canvi indeseado i abrupte de la propietat d'una senyal. Açò pot afectar tant a l'amplitut com a la freqüència i la situació de fase. El jitter és la primera conseqüència d'un retart de la senyal. La representació espectral de les variacions temporals es denomina soroll de fase.

En les telecomunicacions també es denomina jitter a la variabilitat del temps d'eixecució dels paquets. Este efecte és especialment molest en aplicacions multimèdia en Internet com a ràdio per Internet o telefonia IP, ya que provoca que alguns paquets apleguen massa pronte o vesprada per a poder entregar-los a temps. L'efecte pot reduir-se en un búfer de jitter, un búfer de senyes, pero a costa d'un temps d'eixecució major. Este efecte també és d'importància en els semiconductors de processos. Informacions crítiques del procés tenen que enviar-se i rebre's en un temps determinat. Si el jitter és massa gran, no pot assegurar-se que les informacions crítiques de procés apleguen a temps.

Evaluació

Tamany medit del jitter.

Per a evaluar el jitter en forma de valors de mida hi ha diferents procediments. En l'àrea del processament digital de senyals, com per eixemple àudio digital en el marc d'AES3 o de senyals digitals de video en el marc del Serial Digital Interface (SDI) s'expressa el jitter temporal com un tamany relatiu Unit Interval (UI). Un UI correspon a la duració d'un símbol. En el cas d'una transmissió binaria açò és el temps per a la transmissió d'un bit, tal i com es mostra en l'image contigua per a una successió binaria a modo d'eixemple de «01001». Les transicions entre dos bit diferents consecutius es mostren en un flanc llimat en color blau clar. El jitter dona lloc a que el transcurs ideal de la senyal (representat per la llínea blava obscura) varie respecte al transcurs real de la senyal en l'àrea del flanc.

Un jitter considerable provoca una interferència entre símbols major i per tant un ràtio d'error de bit major, que es representa en una reducció de l'obertura horisontal en el diagrama d'ulls. La desviació del moment ideal del flanc també pot ser expressat com una senya de temps absolut junt a les senyes relacionades en el ràtio de símbols en UI. Valors absoluts freqüents com A_j o també de pico-a-pico tal i com es mostren en el diagrama, mostren en transmissions digitals en série en l'àrea de megabit i gigabit valors de 100 fs (femtosegundos) fins a uns 100 ps (picosegundos). Per a transmissions més ràpides són, segons el procediment, en ocasions valores del jitter acceptables en l'àrea dels microsegons.

Les desviacions, la representació espectral de les quals es denomina soroll de fase, es dividixen en parts de jitter periòdics, determinista i casuals. Les parts periòdiques es poden descriure en una oscilació bàsica, descrit en el diagrama en la duració de temps T_j, a partir de la qual es dona la major desviació de temps. A ella se li solapan parts espectrals més altes en una amplitut menor i un jitter casual, el qual sospesar-se en una intensitat diferent segons el motiu.

La freqüència de jitter f_j de l'oscilació bàsica es calcula aixina:

$f_j=\frac{1}{T_j}$

Per a la recepció de fluix de senyes digitals i de la fixació temporal dels punts de mostreig és necessari una senyal que es autoajusta en el costat del receptor, la qual es dona en diferents firmes, com per eixemple el llaç de seguiment de fase. Aquells llaços de regulació poden equilibrar de forma directa parts espectrals del jitter que transcorren de forma llenta, és dir, de baixa freqüència, per mig d'ajusts posteriors del oscilador local, mentres que les parts del jitter d'alta freqüència se suprimixen pel comportament de pas profunt del filtre de llaç i aixina donar lloc a errors dels mostrejos.

Per tant, per a l'evaluació numèrica és necessari dividir les parts del jitter espectrals en les diferents parts espectrals i evaluar-les de forma independent o be segons el procediment de transmissió fixar valors llímit per a les diferents àrees de freqüència.

Les denominacions de les parts del jitter superiors no són homogénees en els diferents procediments de transmissió i en la lliteratura especialisada. A modo d'eixemple en el cas de transmissions de vídeo digitals (SDI) es coneix com «jitter» de temps a aquelles parts espectrals entre 10 Hz i 1 kHz (en el cas de SD-SDI, en l'estàndart SMPTE 259M) o be entre 10 Hz i 100 kHz (HD-SDI, en l'estàndart SMPTE 292M). Estes parts del jitter es poden equilibrar per regla general de forma directa a través dels llaços de regulació. A les parts espectrals superiors se'ls denomina «jitter» de allineament, ya que poden causar de forma directa errors de mostreig i no ser compensats per llaços de regulació de fases.

Algoritmes de Control de Jitter basats en PLL (Phase-Locked Loop)

Els bucles d'enganche de fase (PLL) són sistemes de control que sincronisen la fase i freqüència d'una senyal d'eixida en una senyal de referència. En el context de la reducció del jitter, els PLL ajusten contínuament la freqüència d'un oscilador controlat per voltage (VCO) per a mantindre la coherència temporal en la senyal d'entrada, compensant aixina les variacions temporals no desijades.

Funcionament:

• Detecció de fase: Compara la fase de la senyal d'entrada en la de el VCO.
• Filtre de bucle: Suavisa la senyal d'error generada per la detecció de fase.
• VCO: Ajusta la seua freqüència en funció de la senyal filtrada per a minimisar la diferència de fase.

Este mecanisme permet que el sistema seguixca de prop les variacions de la senyal d'entrada, reduint efectivament el jitter en aplicacions com a comunicacions digitals i sistemes de transmissió de senyes.

Bibliografia adicional

• Dennis Derickson, Marcus Müller: Digital communications test and measurement. High-speed physical layer characterization. Prentice Hall, Upper Saddle River NJ 2007, ISBN 978-0-13-220910-6
• Julian Dunn: Jitter. Specification and Assessment in Digital Àudio Equipment. 1992 (PDF)
• Donen Lavry: On Jitter. 1997 (PDF [1] archivat en Wayback Machine.)
• Wolfgang Maichen: Digital Timing Measurements. From Scopes and Probes to Timing and Jitter. (= Frontiers in Electronic Testing; 33). Springer US, Berlín 2006, ISBN 0-387-31418-0
• Johann Christoph Scheytt: Takt- und Datenrückgewinnungsschaltungen mit automatischer Wahl der Bitrate für bitratenflexible optische Übertragungssysteme. Dissertation, Ruhr-Universität Bochum 2000 (PDF)
• Mike Story: Timing Errors and Jitter. 1998 (PDF)
• John Watkinson: The Art of Digital Àudio. 3. Auflage. FocalPress, Oxford o. a. 2001, ISBN 0-240-51587-0

• W. Damm, Reporte., 2015 [Online]. Disponible: https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/33025688/jiter-lliure.pdf?1393941140=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DIntroduccin_a el_Jitter.pdf&Expires=1686458191&Signature=AkRYhqQHIpDtJSFyU9K5pCvUJbKHW4XgXbM-dMe3RoIJrs47630kGzAmuIOrS-3GB1QL9lX8XtVIm8QVCXD01D3EwhlNKaxA-7L2clMplE18P7sbhrEl3mYSGAYYv9BXWxYesSVWKjIK55yhWbdY4Fa6RIaMCa6xC5r1lViOo-vAWbO7axSDGvN3VwPgNvSoO1XQCgBEHIwEj0f70qH3QFtxLl3I45Ebt2UsQEPvXh2ywZbr8KJx8UXGq6hMv0mP8Z1vaHG4HBy1ezXsR7mfoqkAjU6gacUvJUwnuXXPvJEz-JwDqOgeR5FPb7QlozwRZkgJDwCcUfPFiUYQ__&Key-Pair-Aneu=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA