Kellojitteri

Kellojitteri tarkoittaa kellosignaalin reunojen ajoituspoikkeamaa suhteessa ihanteelliseen, tasaisen periodin mukaisuuteen. Se kuvaa, kuinka paljon kellan reunat voivat poiketa suunnitellusta ajoitushetkestä. Jitteri voi olla satunnaista (random) tai determinististä, ja sitä voidaan tarkastella sekä aikadomainissa että taajuudessa. Aikadomainissa sitä mitataan esimerkiksi RMS-jitterinä tai huippu-to-huippujitterinä sekä erittelemällä ajaneroja (esimerkiksi aikaleimaerojen epävarmuus). Taajuusdomainissa jitteri ilmenee vaihe-noisena eli phase noise -käyränä ja sitä kuvataan spektrissä.

Kellojitterin tyypit ja rakenne voivat erota riippuen lähteestä. Satunnainen jitteri johtuu yleensä olosuhteiden ja laitteen ääriäänestä johtuvasta mutkistumisesta ja lähiärinään liittyvästä kohinasta. Deteministinen jitteri voidaan jakaa esimerkiksi periodi- eli deterministiseen ja sykli‑n kohtiin liittyviin häiriöihin, kuten sähköverkka- tai kytkentätoiminnasta johtuvaan säännönmukaiseen ajoituspoikkeamaan. Jitteri voi olla myös data-lähtöistä eli data‑dependent jitteriä, joka syntyy signaalin käsittelyvaiheissa tai siirrossa.

Vaikutukset riippuvat sovelluksesta, mutta kellojitteri voi heikentää suurtaajuuksisia järjestelmiä, kuten korkeanopeuksisia sarjaportteja, muistien synkronointia ja ADC/DAC-sijoituksia. Se voi kaventaa kuvio-ikkunoita, lisätä virheprosenttia ja rajoittaa siirtonopeuksia. Siksi jitterin hallinta on olennainen osa kellointijärjestelmien suunnittelua.

Kellonj​ärjestelmien suunnittelussa käytetään jitter-budjettia, matalaa vaihe-noisaa referenssiä, huolellista viritystä ja jakeluverkon hallintaa, sekä asianmukaisia suojaus- ja maadoitusratkaisuja. Tämän lisäksi laadukas kellolähde, lämpötilanhallinta sekä huolellinen piirilevy- ja johdinjärjestely auttavat vähentämään jitteriä ja parantamaan järjestelmän ajastuksen luotettavuutta.