ジッタと位相雑音の違い：測る量・単位・測定器・換算・使い分けを比較
ジッタと位相雑音は、クロックや発振器の同じゆらぎを、別の見方で表したものです。ジッタは時間領域で、各エッジの時刻が理想からどれだけずれるかを秒(psやfs)で表します。位相雑音は周波数領域で、搬送波からある周波数だけ離れたところの雑音の大きさを、搬送波に対する比としてdBc/Hzで表します。位相雑音をある周波数の範囲で積分するとRMSジッタに換算できますが、積分する範囲によって値が変わるので、範囲を必ず添えて示します。
| 項目 | ジッタ | 位相雑音 |
|---|---|---|
| 見る領域 | 時間領域 | 周波数領域 |
| 表す量 | エッジの時刻の、理想の時刻からのずれ | 搬送波からのオフセット周波数ごとの、1 Hzあたりの雑音電力と搬送波電力の比(片側帯域) |
| 単位 | 秒(ps、fs)、またはUI(1ビットの時間に対する割合) | dBc/Hz(オフセット周波数と組にして示す) |
| 代表的な指標 | 周期ジッタ、サイクル間ジッタ、TIE(時間間隔誤差)。RMS値とピークツーピーク値 | 例: 1 MHzオフセットで −140 dBc/Hz のように、オフセットごとの値や曲線 |
| 主な測定器 | オシロスコープ、タイムインターバルアナライザ、誤り率測定器 | 位相雑音アナライザ、位相雑音の測定機能を持つスペクトラムアナライザ |
| ランダムと確定的の扱い | ランダムジッタはRMS値、確定的ジッタはピークツーピーク値で分けて扱い、目標の誤り率から総合ジッタを求める | ランダムな成分はなだらかな曲線、周期的な成分は特定の周波数の線(スプリアス)として現れる |
| 相互の換算 | ジッタの値だけからは、位相雑音の周波数ごとの形はわからない | オフセット f1〜f2 で積分すると、RMSジッタ = √(2∫10^(L(f)/10) df) ÷ (2π f0) で換算できる |
| 範囲の影響 | 測定器の帯域や、何周期分を見るかで値が変わる | 積分範囲(例: 12 kHz〜20 MHz)によって換算したRMSジッタが変わる |
| わかること | タイミングの余裕(セットアップ、アイパターンの横の開き)に直接効く量 | どの周波数のゆらぎが大きいか。PLLのループ帯域や、雑音の原因を探す手がかり |
| 主に使う分野 | デジタル回路のタイミング解析、高速シリアル通信 | 無線の発振器、PLLやVCOの設計、高速ADCのクロック |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。