Hoe moet ik jitter meten met een ongedithered signaal?

[dekkersj]

...

[frankbunnik]

Of lees dit eens door, gecopieerd van www.breem.nl:

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

"Wat is jitter

 

Digitale signalen zijn bijna altijd gereleateerd een bepaalde klok. Dat is een elektronisch circuit dat met een bepaalde regelmaat "tikt", een signaal afgeeft.

 

Jitter is het verschijnsel dat digitale signalen niet precies op de ideale tijd van die klok van toestand veranderen. Zolang het om digitale signalen gaat is dat meestal niet zo'n probleem zolang bepaalde grenzen niet overschreden worden, maar bij een A/D of een D/A converter vertaalt jitter zich in een bijgeluid dat niet in het muzieksignaal thuishoort. Achteraf is er dan niets meer te doen aan deze invloed.

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Hoe erg is jitter

 

In de huiskamer hifi-praktijk blijkt de invloed van jitter erg mee te vallen. In diverse hifi- bladen en op sommige websites wordt het probleem vaak zwaar overdreven, meestal door lieden die een handeltje hebben in spullen die jitter onderdrukken, of soms alleen maar beweren dat ze dat doen terwijl hun spullen in feite onwerkzaam zijn.

Er zijn diverse publikaties waarin de "enorme verschillen" die zouden bestaan in de geluidskwalitet van verschillende CD-spelers toegeschreven worden aan de verschillen in jitter, of in het jitter spectrum. Bij nadere beschouwing blijken zulke rapportages de toets van een degelijke onderbouwing niet te kunnen doorstaan, oftewel: "whishful thinking", fantasie dus.

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Hoe werkt jitter in een digitaal signaal door in het analoge audio signaal.

 

Jitter is een willekeurige (eng: random) verschuiving in de tijd waarop de samples van een digitaal signaal binnenkomen op de D/A converter.

 

 

Hieronder maak ik een berekening over hoe ernstig jitter op een digitaal signaal (bijv. S/Pdif) doorwerkt in het uiteindelijke geluid.

 

Met een klein beetje inzicht in de wiskunde kun je de volgende redenering volgen:

 

 

Voor het gemak ga ik uit van een sinusvormig audio signaal van F= 10 KHz met een piek amplitude van 1 volt. De snelheid waarmee dat signaal de nul doorgang passeert is

 

2 * pi * F * 1 Volt = 62800 V/sec.

 

 

 

Je kunt dan afleiden dat de jitter een ruisbijdrage geeft van tJ * 2 * pi * F * 1 Volt, waarin tJ de jitter in de tijd is en F de frequentie van het audio signaal. Om de waarde in dB te krijgen moet je 20 maal de logarithme nemen.

 

 

 

Er zijn echter nog twee factoren. Ruis moet altijd bekeken worden in het licht van de signaal bandbreedte, en die is afhankelijk van de sample frequentie Bij een hogere sample frequentie wordt de zelfde jitter energie over een groter frequentie bereik uitgesmeerd.

 

We luisteren echter maar naar 20 KHz bandbreedte. Ruisspanningen gaan altijd met de wortel uit de bandbreedte, zodat er nog een term bij komt in de formule,

 

en het totaal wordt : 20 log [tj * 2 * pi * F * wortel (B / Fs)] in dB, waarin B de bandbreedte (20 KHz) en Fs de sample frequentie van de DAC.

 

 

 

De tabel hieronder geeft enkele voorbeelden in dB (steeds bij 10 Khz signaal frequentie en 44.1 Khz sample frequentie)

 

 

 

Oversampling DAC 1 usec 1 nano sec 1 pico sec

1 -27 -87 -147

8 -36 -96 -157

256 -51 -111 -171

 

 

 

Merk op dat een jitter van 1 usec op een SP/dif signaal onmogelijk is, want dat is meer dan de periode tijd van het digitale signaal, en dan werkt de verbinding niet meer.

 

Realistische jitter waarden zijn 1 nsec of (veel) minder. Verder hebben zo goed als alle CD-spelers een flinke mate van oversampling. (1 bit -converter)

 

 

 

Een bijkomstige omstandigheid is dat de ruis t.g.v. jitter gemoduleerd is met de signaalfrequentie. Kijk nog maar eens naar het plaatje hierboven: Op de top van de sinus heeft jitter geen effect, omdat het signaal (nagenoeg) niet verandert.

 

Modulatie betekent som- en verschil frequenties, bij een ruisspectrum dus zijbanden rond de signaal frequentie(s). Omdat jitter meestal een random karakter heeft, hetgeen een "witte ruis" betekent, maakt deze frequentie symmetrie niets uit; het ruis-spectrum blijft "wit".

 

Als de jitter een nadrukkelijke frequentie heeft in het audio gebied dan vind je alle som- en verschil frequenties terug.

 

 

 

Samen gevat is het effect van jitter:

 

Evenredig met de signaalsterkte. Jitter leidt dus niet tot een verhoging van het ruisnivo in stille passages.

 

Evenredig met de audio frequentie. Dat maakt het alleen nog maar minder erg, want er is dan alleen "veel" ruis door de jitter als er ook veel hoge frequenties in de muziek zitten. En bij veel hoog in de muziek hoor je een evt. ruis minder. (Het schuren met de wire brushes maskeert zo goed als alle ruis in een opname)

 

In de praktische gevallen van huiskamer hifi zo gering dat het onhoorbaar is door het maskerings effect van het menselijk gehoor.

 

Als het in een onwaarschijnlijk extreem geval merkbaar zou zijn ervaar je het als een ruis die fluctueert met de sterkte van de muziek. Niet aan de niet meer zo strakke bas of de ruimtelijkheid, de "lucht" en de plaatsbaarheid van de instrumenten.

 

Jitter heeft meestal een "witte ruis" karakter, maar dat kan ook anders zijn. De jitter in een SPdif signaal heeft vaak enige correlatie met de voorafgaande bitjes. We noemen dat "signaal gecorreleerde" jitter. Vergis je echter niet door te denken dat de jitter nu gecorreleerd is aan het audio signaal dat over de SPdif verbinding gaat. Het spectrum van het SPdif signaal zelf is in hoge mate onafhankelijk (ongecorreleerd) van het audio signaal. Dat komt vooral omdat in het seriele digitale signaal de meest- en de minst significante bitjes even zwaar wegen. (experiment 3)

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Hoe ontstaat jitter

 

Elk digitaal signaal is behept met tenminste een beetje jitter. In eerste instantie is de klok oscillator daarvoor verantwoordelijk. Bij een CD-speler wordt het digitale signaal met die klok (of een daarvan afgeleide) uit de fifo buffer gehaald en naar de digitale processor en de D/A converter gestuurd. Elke keer dat een klok-signaal (dus niet de muziek-informatie) via een buffer of een frequentiedeler gaat komt er wat jitter bij. Ook als er signalen met een "vreemde" klok in de buurt zijn of als het printplaat ontwerp ongelukkig gemaakt is kan er extra jitter ontstaan. Ook onvoldoende ontkoppeling van- en ruis op voedingsspanningen veroorzaken jitter.

 

 

 

In de huiskamer-hifi situatie is een nog veel sterkere bron van jitter een eventuele optische verbinding, zoals een TOS-link. Hier wordt het digitale signaal zowel in bandbreedte beperkt door de dispersie, als in elektrisch nivo verzwakt tot een paar milli Volt bij de fototransistor van de ontvanger. Het gereconstrueerde signaal zal aanzienlijk meer jitter bevatten dan het oorspronkelijke. Als je bang bent voor jitter moet je beslist geen optische verbinding gebruiken.

 

 

In het bovenstaande voorbeeld heb ik een jitter spectrum aangenomen als van een witte ruis. Dat is het meest voorkomende geval, en vrij eenvoudig te berekenen. Een veel voorkomende andere situatie is er als de jitter in een serieel digitaal signaal (zoals SP-dif) gerelateerd is aan het aantal eenen en nullen in de voorafgaande bitjes. We noemen dat nog wel eens : "data jitter". Deze vorm ontstaat ook gemakkelijk in een optische verbinding.

 

Op het eerste gezicht zou je denken dat er dan een sterk verband is tussen het jitterspectrum en het audio-signaal, maar bij een nadere beschouwing blijkt dat nauwelijks het geval te zijn. Het SP/dif signaal zit bewust zo in elkaar dat er nauwelijks een verband is tussen het spectrum van het audio signaal en het spectrum van het SP/dif signaal..

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Wat kan er aan jitter gedaan worden (jitter killer)

 

Er is slechts 1 manier om bestaande jitter in een digitaal signaal te verminderen: Opnieuw sampelen met een jitter-arme klok.

 

Voor het opnieuw sampelen is een jitterarme locale klok-oscillator nodig, waarvan de frequentie over langere tijd gemiddeld exact gelijk moet zijn aan de klok van het oorspronkelijke signaal. Als je dat niet doet ga je vroeg of laat bitjes missen, en dat is ontoelaatbaar. De frequentie van de locale klok moet dus bijgeregeld worden. En wat gebeurt er als je die klok te snel bijregelt? Juist, ja..... jitter. Dat bijregelen moet dus heel langzaam gebeuren, de regelfrequentie moet minder dan 10 of 20 Hz zijn. Dat kan in principe wel, maar daar is een tamelijk gecompliceerd en zeer delicaat circuit voor nodig. Voor de techneuten: Een Fase-vergrendelde kring (PLL) met een zeer ruisarme oscillator en een bandbreedte van 10 Hz of minder. Nu staat bij een PLL de bandbreedte altijd op gespannen voet met het vang- en houd- bereik, dus je moet iets slims doen om na invangen de bandbreedte te beperken. Als zo'n "jitter killer" ook nog met diverse datasnelheden moet kunnen werken (32, 44.1, 48, 96 kHz of nog hoger) dan wordt het een redelijk ingewikkelde schakeling.

 

 

 

Alle "jitter killers" die niet op het principe van de hierboven genoemde methode berusten zijn boerenbedrog. Misschien dat ze de flanken van een verzwakt signaal weer scherp maken, maar jitter verminderen doen ze niet.

 

Ook "Sample-Rate-Converters" bieden geen oplossing. Op de maat van de jitter-arme klok voor het uitgaande signaal vindt er n.l een hersampling plaats van het geinterpoleerde ingangssignaal, dat vaak eerst "ge-upsampled" wordt. De jitter van het ingangssignaal heeft zich dan al vertaald in een signaal-amplitude.

 

 

 

Er zijn voor sommige CD-spelers ombouw kitjes te koop die pretenderen om de jitter te verminderen. Waarschijnlijk werkt dat wel, maar zoals ik in dit hoofdstuk betoog is jitter in huiskamer audio apparatuur nooit een echt probleem is.

 

 

 

Bij een verbinding tussen een digitale signaal bron en je PC, met het doel om een CD of een DVD te branden is jitter nooit een probleem, tenzij er bitjes gemist worden. Een eventueel jitter probleem speelt uitsluitend bij de D/A en de A/D converter een rol.

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Experimenten

 

Het verminderen van de jitter in een gegeven systeem is niet zo eenvoudig, maar het is een klein kunstje om de jitter gecontroleerd te laten toenemen. Je kunt dan een duidelijke indruk krijgen wat het hoorbare effect ervan is.

 

Ik heb 2 experimenten ondernomen om meer zicht te krijgen op de ernst van het jitter probleem.

 

 

 

Experiment 1: Het verjitteren van een SP/Dif signaal.

 

 

 

Het werkt als volgt:

 

De combinatie R3-C3 vormt een laag-doorlaat filter dat de binnenkomende blokgolf van het SPdif signaal omvormt tot een min of meer driehoekspanning. Het 74HC00 IC maakt daar weer een redelijk nette blokgolf van. Het netwerkje R4, R5 en C4 zorgt ervoor dat de gemiddelde spanning op de ingang van het IC ongeveer op het omslagpunt ligt.

 

Via C1 en R2 kan een modulatie signaal van bijv. een toongenerator geinjecteerd worden. Hierdoor verschuift het driehoek signaal op en neer, waardoor het uitgangssignaal een bepaalde hoeveelheid jitter zal krijgen. Je kunt dit goed zien op een (liefst analoge) oscilloscope, als je op het SPdif-in signaal triggert en het SPdif uit signaal bekijkt.

 

Vergeet niet dat het IC (je kunt ook een andere poort uit de 74 HC familie gebruiken) ook voedingsspanning nodig heeft, en een ontkoppelcondensator. Een 4.5 Volt batterij of 3-4 penlights voldoen hiervoor wel.

 

 

 

Ik heb een SPdif signaal betrokken uit een Soundblaster Audigy 2N en het verjitterde signaal toegevoerd aan een Sony DTC 690 DAT speler, hier als D/A converter gebruikt. Het luisteren ging met een Sennheiser HD580 hoofdtelefoon. Ik heb diverse muziek stukjes beluisterd, maar vooral zuivere tonen van diverse frequenties die opgewekt werden met mijn WaveGenerator Versie 1.1 De SPdif signalen waren gebaseerd op de 44.1 kHz / 16 bit CD standaard.

 

Ik heb o.m. audio frequenties gebruikt van 2, 4, 8 en 16 kHz, met de maximale sterkte (32000 counts piek-piek), terwijl er verjitterd werd met audio-frequente en boven-audiofrequente signalen uit een toongenerator (Wavetek 146) Ik heb de modulatie opgevoerd totdat de jitter ca. 20-40 nsec bedroeg. Bij meer jitter gaf de DAT er de brui aan omdat er bitfouten optraden.

 

In geen van deze situaties heb ik een verandering van het signaal kunnen waarnemen. Op grond van de theorie verwachten we verschilfrequenties te horen bij hoge audio frequenties in het SPdif signaal, en als de jitter-modulatie frequentie daar in de buurt komt. Voorbeeld: SPdif transporteert 16 hKz met maximale sterkte, en de jitter-modilatie is 15 of 17 kHz, en zo sterk dat de DAT nog net werkt. Je zou dan een verschiltoon van 1 kHz verwachten, maar niets van dat alles. Wel in het volgende experiment.

 

Ik moet hierbij opmerken dat de DAT een locale clock oscillator heeft die bij een digitaal ingangssignaal vergrendeld wordt aan het inkomend signaal. Deze z.g. Phase-locked-loop onderdrukt jitter met frequenties boven ca. 1 kHz, maar ik heb onvoldoende gegevens van het circuit om te bepalen hoeveel die onderdrukking is.

 

 

 

Experiment 2 : Het verjitteren van de DAC-klok in een DAT speler/recorder.

 

Hier stond mij dezelfde DAT speler (Sony DTC 690) ter beschikking als in het eerste experiment. Ik heb in het inwendige van dat apparaat een modulatie signaal geinjecteerd in het Phase-locked-loop circuit dat de klok regenereert. Dit kloksignaal wordt direct gebruikt door de D/A converter.

Om precies te zijn: het modulatie signaal werd via een weerstand van 47 kOhm en een condensator van 22 nF toegevoerd aan het knooppunt R501, C507, R502. Dit is het punt waarvandaan de varicaps van de VCO bijgeregeld worden.

 

Ik heb hier modulatie signalen toegevoegd van vooral audio frequenties, met een zodanige sterkte dat de DAT er nog net niet de brui aan gaf, terwijl er via de SP/Dif ingang een zuiver sinussignaal aangeboden werd met diverse frequenties. Het resultaat werd waargenomen met de HD580 hoofdtelefoon

 

Hier werd bij 2, 4, 8 en 16 kHz, volledige audio uitsturing een verschiltoon waargenomen bij jitter amplitudes van omstreeks 20 ns. De verschiltoon was die tussen de audio-toon en de modulatie frequentie, zoals te verwachten was. Ik beschik op dit moment niet over meetapparatuur om de sterkte van die verschiltonen vast te stellen.

 

Bij een jitter van minder dan zo'n 2 nsec was er geen hoorbaar effect te vinden, evenmin bij audio signalen van lagere frequenties dan 2 kHz.

 

 

 

Let wel: In beide experimenten gaat het om extreem verjitteren met een frequentie in het audio frequente gebied. Het SP/Dif signaal zelf bevat erg weinig audiofrequente componenten, en deze zijn in ieder geval niet gerelateerd aan het muzieksignaal zoals dat door het S/P-dif signaal overgedragen wordt.

 

 

 

Experiment 3: Het spectrum van een SPdif signaal is niet gecorreleerd aan het getransporteerde audio signaal.

 

De proef is heel simpel. Sluit een coaxiaal SPdif signaal aan op een analoge ingang van je versterker (AUX) en luister goed. Zet het volume niet te hoog, het SPdif signaal bevat voornamelijk onhoorbare frequenties en er kunnen onaangename dingen gebeuren in je versterker.

 

Je zult waarnemen dat er bij muziek of ook bij pure tonen een geringe ruis hoorbaar is, in ieder geval niet de toon of iets wat op muziek lijkt. Bij pauzes verdwijnt de ruis en blijft er mogelijk een zwakke constante toon over.

 

De verklaring hiervoor is dat in de 16-bit woorden die het SPdif signaal transporteert de meest- en minst significante bitjes even zwaar wegen. Het meest significante bit vertoont een flinke correlatie met de lagere signaal frequenties. Bij de minder significante bitjes is die correlatie zo goed als verdwenen. Die minder significante bitjes zijn in de meerderheid. Het resultaat is witte ruis.

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

 

Er bestaat geen digitale elektronica.

 

Deze wat prikkelende opmerking is in dit hoofdstuk terecht gekomen omdat het me hier het meest relevant leek.

 

 

 

Waar gaat het om:

 

Alle zogenaamde digitale circuits zijn in wezen analoge circuits die tot in de verzadiging (lees: tot nabij de grenzen van de voedingsspanning) uitgestuurd worden.

 

Alle zogenaamde digitale elektrische signalen zijn in in wezen analoog en gehoorzamen alle regels die voor analoge signalen gelden. In het bijzonder gaat de overgang van 0 naar 1 of andersom niet in een oneindig korte tijd, en worden daarbij alle tussenliggende waardes aangenomen.

 

De digitale begrippen "hoog", "laag", "1", "0" etc. berusten op AFSPRAKEN over "groter of kleiner dan een bepaalde spanning". In het gebied daartussen is de betekenis van het signaal ongedefinieerd; een ontvangend circuit mag er naar willekeur een nul of een

[Pjotr]

Ik zou zo'n signaal graag willen maken op cd en ik denk dat het er als volgt moet uitzien:

 

c = A*sin(2*pi*(SampleRate/4)*t) + (2^(-16))*sin(2*pi*(SampleRate/192)*t);

 

Klopt dit?

 

Groet,

Jacco

Jah, lijkt mij wel te kloppen Kan uit dat verhaaltje alleen niet opmaken of je nu 1/2^-16 of 1/2^-15 moet hebben. (1 LSB_piek_piek of 1 LSB_piek).

 

Wat je met de fs/192 zou moeten zou ik ook niet weten. Iig levert jitter op de fs/4 ruis op, al dan niet met frequentieafhankelijke bulten. Of dat boven iets meetbaars uitkomt? Vraag het mij af. Van een synthetisch gegenereerde sinus van Fs/4 heb ik al eens een FFT gemaakt en dan loop ik tegen de nauwkeurigheid van de PC aan. De ruisvloer ligt dan beneden de -320 dB en daar komt geen enkele spur boven uit.

 

Eigenlijk zou je aan de analoge uitgang van je CD speler (of DAC) een snelle samplingscoop moeten hangen met software voor jittermeting er in. Dacht dat Tektronix er eentje heeft waarmee je tot 1 ps kunt meten. Eigenlijk zou je dan op 1/2 Fs moeten gaan zitten zodat het signaal netjes toggled. Maar ja dan gooit de oversampling + filter weer roet in het eten.

 

[Seed7]

Je opmerking "hilarisch" is zeer terecht. Als je jitter problemen in huis wilt halen moet je een separate DAC gebruiken, en liefst nog met een optische koppeling zodat het signaal onderweg een keer flink in bandbreedte beperkt wordt (dispersie in de fiber-kabel) en verzwakt wordt (fotodiode in de ontvanger) Elk ruisje zal zich onmiddelijk in jitter vertalen."

 

Dispersie? Als dat een probleem is dan gebruik je toch gewoon monochroom licht! (eerlijk gezegd geen idee wat voor licht er door zo'n fibertje gaat naar de dac)

 

 

Edit:

Laat maar, ik zie het al, de 'signaal door glasfiber' jongens houden er, voor

[Pjotr]

Dispersie? Als dat een probleem is dan gebruik je toch gewoon monochroom licht! (eerlijk gezegd geen idee wat voor licht er door zo'n fibertje gaat naar de dac)

Nou gewoon rood licht uit het ledje van de toslink en nee dat is niet monochroom. Maar waarschijnlijk bedoelde je ipv monochroom, coherent?

 

[Seed7]

Dispersie? Als dat een probleem is dan gebruik je toch gewoon monochroom licht! (eerlijk gezegd geen idee wat voor licht er door zo'n fibertje gaat naar de dac)

Nou gewoon rood licht uit het ledje van de toslink en nee dat is niet monochroom. Maar waarschilijk bedoelde je ipv monochroom, coherent?

 

 

Neen ik bedoelde monochroom, in de optica betekend dispersie het uiteentrekken van het icht in z'n golflengten. Dat wat een prisma doet. Als je monchroom licht hebt kan dat dus niet Een rrod ledje zal ook niet een grote bandbreedte hebben dus van dispersie volgens deze definitie zul je niet veel last hebben. De fiber jongens echter definieren dispersie als "The spreading of light pulses as they travel down the fiber", hoewel je daar denk ik ook niet al te veel last van zult hebben overe een lengte van 50cm bij de lichtsnelheid. Meer iets voor transatlantische kabellengten. Maar wie weet, misschien ook wel,

[Pjotr]

Ok, maar dispersie in een plastic fibertje betekent dus verschillende looptijden. Netto resultaat is minder steile flanken er uit dan er in, wat de bandbreedte beperkt.

 

Ps, Jacco, Wat leesvoer over jitter meten: Linkje

[Sodejuu]

Zover ik weet is laserlicht monochroom. Het is licht van

[Hans van Liempd]

Kan die zooi van Breem weggehaald worden. Zo wordt het tamelijk onoverzichtelijk... Ik scrol me rot...

[Henrie]

Kan die zooi van Breem weggehaald worden. Zo wordt het tamelijk onoverzichtelijk... Ik scrol me rot...

We vragen jou toch ook niet lange recensies weg te halen, omdat we anders zo veel moeten scrollen?

[Pjotr]

Het verschil is wel dat naar Breem met een linkje volstaan kan worden en Hans eigen werk schrijft

 

 

Beste,

 

Recentelijk werd mij een link toegeworpen met daarin een jittermeting door Stereophile (zie hear). Het gaat hierbij om een Miller Jitter Analyser resultaat en ik was mij aan het afvragen hoe het precies werkt.

 

Jacco, kun je dat linkje naar Stereophile niet even hier posten. Zit me suf te scrollen in dat draadje

[Henrie]

Het verschil is wel dat naar Breem met een linkje volstaan kan worden en Hans eigen werk schrijft

 

Hans kan dat ook best op een stukje webspace neerzetten. Zit tegenwoordig bij zo ongeveer elk internetabonnement...

[erik klijnsmit]

BREEM staat HEAR prima!!

[Pjotr]

Dat Breem erg veel jitter Hear veroorzaakt is wel duidelijk maar daar gaat het nu niet over

 

Jacco, hiet nog een aardig linkje, maar misschien heb je die al:

 

http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?threadid=29940

 

[seoman]

Zover ik weet is laserlicht monochroom. Het is licht van

[Pjotr]

Ook al zijn ze erg smalbandig, daarmee zijn ze nog niet monochroom. En al zouden ze monochroom zijn dan nog betekent dat niet dat ze coherent licht uitzenden. Het is ook niet zo belangrijk bij multimode fibers. De dispersie bij multimodefibers wordt hoofdzakelijk veroorzaakt door het verschil in de verschillende looptijden door zo'n fiber. Ook al zou je er coherent licht in stoppen, dan komt er geen coherent licht meer uit.

 

Maar goed, uit het draadje op diyaudio.com begrijp ik dat dat nog niet eens het probleem is bij een Toslink.

 

[s0000884]

BREEM staat HEAR prima!!

Precies. Eindelijk eens wat ruimte voor

[Stefan]

SPdif interface wordt ook vaak in 1box ontwerpen gebruikt, kijk maar eens naar de recievers die erin zitten. Het verhaal over twee box spelers klopt maar dat wil dus niet zeggen dat de 1box units beter zijn......

[Pjotr]

In ieder geval voor de links, ik ga ze komende week eens bekijken. 25 januari is er van de AES een lezing in Utrecht over jitter door Guido T., Bruno P en Eelco G. Het kan geen kwaad om me goed voor te bereiden.

 

Groet,

Jacco

Al uitgelezen Jacco? En wat opgeschoten met je jittermeetsels?

 

[s0000884]

[...]

Je kunt dan afleiden dat de jitter een ruisbijdrage geeft van tJ * 2 * pi * F * 1 Volt, waarin tJ de jitter in de tijd is en F de frequentie van het audio signaal.[...]

Joepiedepoepie! Ik kan de formule afleiden die hierboven staat. Volgens mij is het wel andersom: thermische ruis veroorzaakt jitter. Meneer Breem wekt de suggestie dat jitter thermische ruis opwekt. Nevertheless, ik heb hem. Op naar de volgende onduidelijkheden.

Hij beschouwt gewoon een amplitudeverschil als gevolg van jitter als ruis. Dus timing-fout * steilheid van signaal = amplitudeverschil = ruis. Die steilheid geeft die differentiatie aan, waardoor de factor F voor de sinus komt te staan. E.e.a. zorgt weer voor de bekende jittertabel; aangezien je nu bij 20 kHz en 100 ps jitter kunt aangeven dat worst case die amplitudefout kleiner is dan een LSB. Een RMS ruis berekening volgend uit een RMS jitter getal is minder triviaal; de aard v/d jitter speelt dan ook mee, niet alleen de maximale waarde tJ.

[s0000884]

stereophile

Die methode van hun vertrouw ik voor geen cent. Het integreren van ruis in een spectrum, dat aan een analoge uitgang is gemeten zit vast aan zoveel haken en ogen dat je hieruit nooit slechts een jitterbijdrage van de DAC klok kunt destilleren. Alles dat aan gemeten faseruis bijdraagt wordt op die manier klakkeloos aan de jitter toegeschreven. Bovendien (what else is new) heb ik nog nooit een kwantitatieve onderbouwing van deze methode gezien.

 

Die 100 ps kun je achterhalen door te stellen dat de ergste faseruis wordt veroorzaakt als de DAC 100 ps 'ernaast' zit met een full scale sinus van 20 kHz. Dat levert een steilheid bij de nuldoorgang van 2*pi*20000 op (uitgaande van een -1..1 V amplitude). Dit vermenigvuldigen met de 100 ps levert een "delta-V" op van 1.256e-5 V, en dat is een afschatting naar boven (de maximale steilheid is alleen op de nuldoorgang zelf). Het LSB van een 16 bit dac (die al nooit meer voorkomt maar wel de worst case is; bij een 1 bitter is de nog een stuk lager) op een rails van -1..1 V is 3e-5V en zit dus b

[Sodejuu]

stereophile

Die methode van hun vertrouw ik voor geen cent. Het integreren van ruis in een spectrum, dat aan een analoge uitgang is gemeten zit vast aan zoveel haken en ogen dat je hieruit nooit slechts een jitterbijdrage van de DAC klok kunt destilleren. Alles dat aan gemeten faseruis bijdraagt wordt op die manier klakkeloos aan de jitter toegeschreven. Bovendien (what else is new) heb ik nog nooit een kwantitatieve onderbouwing van deze methode gezien.

Dat Stereophiles meetmethode niet waterdicht is, wil ik best geloven.

 

Die 100 ps kun je achterhalen door te stellen dat de ergste faseruis wordt veroorzaakt als de DAC 100 ps 'ernaast' zit met een full scale sinus van 20 kHz. Dat levert een steilheid bij de nuldoorgang van 2*pi*20000 op (uitgaande van een -1..1 V amplitude). Dit vermenigvuldigen met de 100 ps levert een "delta-V" op van 1.256e-5 V, en dat is een afschatting naar boven (de maximale steilheid is alleen op de nuldoorgang zelf). Het LSB van een 16 bit dac (die al nooit meer voorkomt maar wel de worst case is; bij een 1 bitter is de nog een stuk lager) op een rails van -1..1 V is 3e-5V en zit dus b

[Stefan]

En Jacco,

 

Ben je nog iets wijzer geworden van Guido?

 

Ik wilde ook naar de meeting AES komen maar het was helaas al vol, dit was de meest bezochte avond van het afgelopen jaar geloof ik.

 

Groeten,

[s0000884]

Op basis van hetgeen hierboven beschreven is, waag ik mij aan een voorspelling.

Tijdjitter is onhoorbaar tot 5 ns piek-piek. Dit bij jitter waarbij de oorzaak breedbandruis of een deterministisch signaal is.

Het is maar een verwachting.

Groet,

Jacco

Interessante plots, vooral die plots waaruit blijkt dat er *geen* vervorming optreedt. Ik snap echter niet helemaal hoe je komt bij AM modulatie. Jitter kan een sinus toch alleen in frequentie moduleren (of lees ik de plots helemaal verkeerd)?

[Stefan]

Mooie plaatjes, interessante simulatie!

 

Ga jij de volgende jitter presentatie doen bij de AES?

 

Je zegt dat er geen harmonische vervorming ontstaat bij je simulatie, naar mijn idee onstaat er zeker harmonische vervorming. De bekende harde Sssen en T klanken ontstaan daardoor.

Hoe verklaar je die?