sve o -JITTER-u

[ANITA]

Kako smo se uvjerili da postoji interes da saznamo nesto vise o JITTER-u.... a mom suprugu Filipu je JITTER bila tema za DIPLOMSKI...

Ja cu ovdje izvuci neke vaznije (osnovnije) stvari o jitteru i iskopirati ih ovdje. Ovih dana cu poslati puratoru cijeli diplomski (83str.), ali evo do tada da ovdje budu osnove.

Filip je rekao da je voljan objasniti sve sto nekoga zanima, a ako je mozda nejasno iz samog teksta (ili uopce).

Sadrzaj je ovdje ako netko zeli mozda nesto procitati o pod-temi koju nisam ovdje iskopirala (preveliko je).
SADRZAJ diplomskog:

JITTER TEORIJA 4
UVOD 4
?to je Jitter? 5
Mjerenje jittera 6
Jedinica intervala 6
Kako mo?emo vidjeti jitter? 7
Jitter u procesu uzorkovanja 9
Jitter su?elja 10
Jitter kod obnavljanja takta za sinkronizaciju 10
JITTER DIGITALNOG SU?ELJA 11
Intrinsi?ni jitter 11
Svojstva PLL sklopa 12
Jitter u kabelima 13
Me?usimbolna interferencija 15
Jitter podataka 16
Jitter sinkronizacijskog bloka 17
Jitter uzrokovan ?umom 17
Jitter tolerancija 19
Prijenosna karakteristika jittera i poja?anje jittera 20
Nelinearno pona?anje jittera 21
Akumulacija jittera 22
JITTER UZORKOVANJA 24
Jitter uzorkovanja i vanjski takt 24
Model u vremenskoj domeni 26
Model u frekvencijskoj domeni 27
Utjecaj projektiranja A-D i D-A pretvara?a 29
Pretvara?i sa naduzorkovanjem 30
Tonovi jittera koje stvaraju pretvara?i koji koriste metodu oblikovanja ?uma 31
Pretvara?i sa oblikovanjem ?uma i 1-bitovni pretvara?i 32
Smanjivanje osjetljivosti na jitter Delta - Sigma pretvara?a 33
Filteri sa prekap?anjem kapaciteta 33
Vi?ebitovni pretvara?i sa oblikovanjem ?uma 34
Amplitudna modulacija kao posljedica jittera 34
Jitter uzorkovanja u pretvara?ima stope uzorkovanja 35
Virtualna rezolucija sinkronizacije 35
Virtualna karakteristika atenuacije jittera 36
Prijenosna karakteristika jittera uzorkovanja 36
Ostale zna?ajnije karakteristike 39
Jitter uzorkovanja / osjetljivost na jitter podataka 39
MJERENJE JITTERA A-D PRETVARA?A 42
Uvod 42
Modulacija jitterom 42
Osjetljivost na sinkronizacijski jitter 42
Prijenosna karakteristika jittera uzorkovanja 43
Djelovanje intrinsi?nog jittera 45
MJERENJA JITTERA D-A PRETVARA?A 47
Uvod 47
J - test 47
DIGITALNO SU?ELJE 48
UVOD 48
OSNOVNI FORMAT SU?ELJA 49
Bi-fazno kodiranje 49
Jedinica intervala 50
Okviri 50
Elektri?na svojstva 52
Balansirani format 52
Nebalansirani format 52
Opti?ki format 53
Sinkronizacija 53
Sinkronizacija usa?enim taktom 53
Digitalni audio referentni signal 54
TEORETSKI I ?UJNI EFEKTI JITTERA NA DIGITALNU AUDIO KVALITETU 55
UVOD 55
TEORIJA I SIMULACIJE 55
JITTER DIGITALNOG SU?ELJA 57
Izvori jittera 58
Digitalni izvori jittera 59
Prijamnici 62
OSJETLJIVOST D-A PRETVARA?A NA JITTER 64
SLU?NI TESTOVI - GRANICA ?UJNOSTI JITTERA 68
Oprema za testiranje 69
Trening slu?a?a 70
Programski materijal 70
Principi testiranja 71
Rezultati slu?nih testova 72
PSIHOAKUSTIKA 75
ANALIZA REZULTATA MJERENJA 76
SUBJEKTIVNI DO?IVLJAJI JITTERA 77
NA?INI RJE?AVANJA JITTERA 78
Izbjegavanje jittera u digitalnim snimkama 79
Atenuacija jittera 79
Rje?enja bazirana na PLL sklopu 79
Univerzalni ure?aj za atenuaciju jittera 80
Ure?aj za dekodiranje i ?ifriranje jittera 81
ZAKLJU?AK 82
LITERATURA 83

_______________________________________________

[ANITA]

JITTER TEORIJA
Uvod
Digitalni audio sustavi razlikuju se od analognih audio sustava u dvije osnovne karakteristike:
? Signal odnosno kontinuirana varijabla napona ili struje, u svom analognom stanju predstavljen je u digitalnom obliku sa ograni?enim brojem diskretnih numeri?kih vrijednosti.
? Te numeri?ke vrijednosti predstavljaju signal samo u odre?enim vremenskim trenucima ili trenucima uzorkovanja, a ne kontinuirano u svakom vremenskom trenutku.
Trenuci uzorkovanja odre?uju se pomo?u raznih ure?aja. Naj?e??i su analogno-digitalni pretvara?i (ADC - Analog Digital Converters) i digitalno-analogni pretvara?i (DAC) koji pretvaraju signal iz analognog u digitalni oblik i obratno. Ti ure?aju ?esto imaju takt uzorkovanja koji kontrolira njihovu stopu uzorkovanja odnosno frekvenciju uzorkovanja.
Trenuci uzorkovanja tako?er mogu biti odre?eni i pomo?u pretvara?a stope uzorkovanja (SRC - Sample Rate Converter), koji koristi numeri?ki proces da pretvori digitalni signal s jednom frekvencijom uzorkovanja u digitalni signal s drugom frekvencijom uzorkovanja. Pretvara? stope uzorkovanja ne mora imati fizi?ki takt uzorkovanja ve? se u numeri?kom procesu obnavljanja uzoraka signala, koji moraju biti u skladu s novim trenucima uzorkovanja, smatra da koristi virtualan takt uzorkovanja.
Digitalni audio ?esto se smatra imunim ili znatno otpornijim na mnoge probleme koji nastaju prilikom snimanja i prijenosa analognog signala poput izobli?enja, linijskog ?uma, ?uma trake (tape hiss), treperuju?e jeke, preslu?avanja. Ali kada u praksi pojave poput nestabilnosti oscilatora, gubitaka u kabelima ili ?uma utje?u na digitalni signal naj?e??e je to u vremenskoj domeni u obliku jittera (podrhtavanje takta, kolebanje faze).



Slika 1. AES3 valni oblik sa jitterom.

Jitter u prijenosnom formatu koji nosi digitalni signal naziva se jitter su?elja. Jitter su?elja mo?e prouzro?iti pogre?ke podataka ili nemogu?nost hvatanja takta signala, ?to rezultira pogre?nim stanjima. Tako?er mo?e biti i u dijelu opreme koja onda proizvodi jitter u taktu uzorkovanja, pojavu koja suptilno smanjuje preciznost procesa uzorkovanja.

?to je Jitter?
Jitter su kratkotrajna zna?ajna odstupanja uzoraka digitalnog signala od njihovih idealnih vremenskih polo?aja (ITU - International Telecommunication Union).
Na primjer, jitter na obi?nom taktu signala je razlika izme?u vremenskih prijelaza impulsa realnog takta i vremenskih prijelaza koji bi se dogodili da je takt idealan odnosno savr?eno pravilan.
Prema toj preporuci uo?eno je da prolazi kroz nulu mnogih impulsa u toku podataka koji sadr?i jitter odstupaju od svoje idealne vremenske pozicije. Odnosno, jitter je fazna modulacija digitalnog signala su?elja.
Komponenta jittera mo?e se izdvojiti iz takta ili digitalnog signala su?elja da bi mogla biti analizirana kao zaseban signal. Jedan od najefikasnijih na?ina karakteriziranja jittera je prou?avanje njegovog frekvencijskog spektra i odre?ivanje zna?ajnih frekvencijskih komponenti samog jittera.
Mjerenje jittera
Kada je prisutno vrlo malo jittera prijelazi impulsa vrlo malo vremenski odstupaju ispred ili iza idealnog prijelaza. Kod ve?e koli?ine jittera prijelazi se kre?u unutar ?irih vremenskih odsje?aka.
Amplituda jittera je mjera, vremenski gledano, pogre?nog polo?aja impulsa i izra?ava se u jedinicama vremena ili kao dio sekunde ili jedinice intervala. Ovakav na?in izra?avanja rezultira grafovima koji imaju, na primjer, vrijeme na apscisi i ordinati, ?to je neuobi?ajeno.
Frekvencija jittera je stopa sa kojom se doga?a pomak u fazi. Kao i drugi ?umovi ili smetnje, signal moduliran jitterom mo?e biti ?istog i pravilnog sinusnog oblika, slo?eni valni oblik ili mo?e imati potpuno slu?ajan karakter.

Jedinica intervala
Jedinica intervala (UI - Unit Interval) je vremenska mjera koja se mijenja sa stopom podataka su?elja i ?esto je pogodan termin za rasprave o jitteru su?elja. UI se definira kao najkra?i nominalni vremenski interval u shemi kodiranja. AES3 (standard za prijenos dvo-kanalnog linearnog digitalnog audio signala razvijen od Audio Engineering Society) signal sa frekvencijom okvira od 48 kHz ima 32 bita u podokviru tj. 64 bita u okviru ?to daje 128 nominalnih impulsa po okviru u kanalu, nakon ?to je primijenjeno bi-fazno kodiranje.
Pa je: 1 UI / (128 x 48000) = 163 ns
UI se koristi za nekoliko jitter specifikacija u AES3 tako da se te specifikacije mijenjaju sukladno sa podacima i frekvencijom okvira. Na primjer, dimenzije UI za frekvenciju okvira od 96 kHz su to?no pola veli?ine, u sekundama, od dimenzija UI s frekvencijom okvira od 48 kHz. Ovo skaliranje to?no odgovara promjeni mogu?nosti i zahtijeva prijamnika i oda?ilja?a na su?elju.

Kako mo?emo vidjeti jitter?
Jitter na digitalnom signalu mo?e se uo?iti kod prijelaza impulsa koji se doga?aju malo prije ili kasnije u odnosu na prijelaze idealnog takta. Da bi mjerenje imalo smisla trebalo bi uspore?ivati signal s jitterom i signal s idealnim taktom.
U praksi naj?e??e nemamo idealan takt sa kojim bismo mogli izvesti usporedbu, tako da stvarna mjerenja jittera moraju biti samo-odnosna (relativna mjerenja signala u odnosu na samog sebe).
Najjednostavnija i najpogre?nija samo-odnosna tehnika je "gledanje valnog oblika signala na osciloskopu", okidanjem osciloskopa signalom koji sadr?i jitter kao ?to se vidi na slici 2. Na taj na?in dobijaju se pogre?ni rezultati koji ovise o intervalu izme?u okidanja osciloskopa i prijelaza signala koji se ispituje, a tako?er i o spektru jittera. Ova ?e tehnika pokazati varijacije intervala ali ne i sam jitter. Izme?u varijacija intervala i jittera postoji veza, ali ovim na?inom, na nekim frekvencijama, jitter se uop?e ne?e vidjeti dok ?e na drugim frekvencijama amplituda jittera izgledati udvostru?ena.


Slika 2. Varijacije intervala na osciloskopu. Nepravilan na?in gledanja jittera.

Idealni takt mo?emo simulirati tako da pomo?u PLL sklopa (Phase Locked Loop - fazno sinkronizirna petlja) u faznu petlju ve?emo jedan oscilator sa relativno malo jittera za signal koji sadr?i jitter ili za realni takt. (Prijenosnu karakteristiku PLL sklopa prikazuje slika 6.) Ova samo-odnosna tehnika imati ?e visoko propusnu karakteristiku sa grani?nom frekvencijom vezanom uz grani?nu frekvenciju PLL sklopa. PLL sklop daje idealni signal takta koji se mo?e koristiti npr. za vanjsko okidanje osciloskopa ili kao referentni signal u dvo-kanalnom radu s osciloskopom.


Slika 3. APWIN DSP Otvor oka. Plava linija je otvor formiran s signalom su?elja; sivi kvadrat predstavlja otvor koji zadovoljava minimalnu ulaznu karakteristiku odre?enu sa AES3.


Ako osciloskop okidamo sa referentnim taktom iz PLL sklopa, a vremenska baza osciloskopa pode?ena je na trajanje pribli?no jednog UI, radi perzistencije fosfora ekrana velik broj sekvencijalnih impulsa pojaviti ?e se od jednom, svi naslagani jedan na drugom. Taj poseban prikaz zove se otvor oka, ?iji primjer prikazuje slika 3. Otvorenost otvora oka su?ava se sa ve?im vremenskim odstupanjem prilikom prijelaza impulsa. Uski otvor oka zna?i prisutnost jittera.
Koriste?i tehnike digitalne obrade signala (DSP - Digital Signal Processing), DSP analizator mo?e aproksimirati referentni idealni takt prora?unavanja vremena takta koje se bazira na prosje?nom vremenu takta dolaze?eg signala. DSP analizator mo?e vrlo precizno uhvatiti signal i njegov jitter. Iz tih podataka analizator mo?e prikazati varijacije u vremenima i amplitudama niza impulsa preko otvora oka kao na slici 3.; ili kao na slici 4. gdje je prikazan valni oblik jittera u vremenskoj domeni; te koriste?i brzu Fourierovu tranformaciju (FFT - Fast Fourier Transformation) mo?e prikazati jitter u frekvencijskoj domeni kao na slici 5.




Slika 4. 5 kHz jitter u odnosu na vrijeme.




Slika 5. FFT spektralna analiza jitter signala

Jitter u procesu uzorkovanja
Jitter mo?e utjecati na digitalni audio signal u dva ?iroka podru?ja: u procesu uzorkovanja i u digitalnom su?elju.
Jitter uzorkovanja je naziv za pogre?ke u vremenu u procesu uzorkovanja ADC-a, DAC-a ili SRC-a. Ve?e koli?ine jittera uzorkovanja mogu uzrokovati ?ujne degradacije signala.
Jitter su?elja
Osim radi postepene degradacije signala koju prouzrokuje jitter takta uzorkovanja, jitter je tako?er va?no kontrolirati i radi pouzdanog prijenosa podataka. Jitter u digitalnim audio signalima su?elja bi morao biti unutar granica koje mo?e tolerirati prijamnik podataka, ina?e primljeni podaci mogu biti pogre?ni. Koli?ine jittera u su?elju uglavnom su za red veli?ine ve?e od koli?ine jittera koji je problemati?an u taktu uzorkovanja.

Jitter kod obnavljanja takta za sinkronizaciju
Za velik broj digitalnih audio primjena, va?no je da signali budu spremljeni, preneseni ili obra?ivani zajedno. To zahtijeva da signali budu me?usobno vremenski uskla?eni. U nekim drugim primjenama va?no je da stopa uzorkovanja audio signala to?no odgovora nekoj drugoj stopi uzorkovanja, poput frekvencije video okvira, tako da bi se video i digitalni audio signali mogli kodirati, spremati ili prenositi zajedno. Postupak kontroliranja vremenske uskla?enosti naziva se sinkronizacija takta.
Kada je takt sinkroniziran iz vanjskog sinkronizacijskog (sync.) izvora, mo?e do?i do dodavanja jittera uzorkovanja sinkronizacijskog izvora takta. Jitter tako?er mo?e biti unesen i preko sinkronizacijskog su?elja. Sre?om, mogu?e je isfiltrirati siknronizacijski jitter, a istovremeno zadr?ati osnovnu sinkronizaciju. Rezultantni sustav djeluje kao niskopropusni filtar za jitter koji atenuira sav jitter iznad gornje grani?ne frekvencije filtra.
Kada se uzorci uskla?uju iz vanjskog sinkronizacijskog izvora sposobnost atenuacije sinkronizacijskog jitter-a u sustavu postaje jako va?na za kvalitetu audio signala. Naravno, postoje i drugi slu?ajevi u kojima to nije toliko va?no.


Jitter digitalnog su?elja
Jitter su?elja nastaje kada se digitalni signali prenose sa ure?aja na ure?aj, prilikom ?ega mo?e do?i do raznih utjecaja poput poja?avanja, akumuliranja ili atenuiranjja jittera ovisno o svojstvima ure?aja kori?tenih pri prijenosu signala. Jitter u oda?ilja?ima i prijamnicima podataka, gubici u linijama kod povezivanja, ?um i sli?ne smetnje, mogu uzrokovati jitter i smanjiti kvalitetu signala su?elja.
AES3 digitalni audio prijenosni format ima specifikacije vezane uz jitter. Te specifikacije su napravljene kako bi su?elje radilo pouzdano prilikom spajanja dva ure?aja.

Intrinsi?ni jitter
Kada ure?aj radi sam ili je sinkroniziran sa signalom koji ima relativno malo jittera, tada se svaki izlazni jitter mjeri samo-odnosno tj. prema istom signalu. To se naziva intrinsi?nim jitterom.
Koli?ina intrinsi?nog jittera uglavnom je odre?ena sa dvije osnovne zna?ajke: fazni ?um oscilatora u sklopovima koji daje takt, te kod ure?aja sa vanjskom sinkronizacijom, karakteristike PLL sklopa koji obavlja obnovu takta.
Uzmimo na primjer kristalni oscilator u CD reproduktoru. S obzirom da CD reproduktor radi sam (nevezano), jitter na izlazu posljedica je faznog ?uma oscilatora i jittera radi ka?njenja u logi?kim sklopovima. Kristalni oscilator ima vrlo malo faznog ?uma, a vrlo brzi logi?ki sklopovi imaju vrlo malo jittera radi ka?njenja, tako da je ukupna koli?ina jittera vrlo mala, ?esto ispod 1 ps rms za jitter frekvencije iznad 700 Hz.
Ure?aj projektiran da se uhvati (lock) za takt vanjskih signala, koji mogu imati vi?e frekvencija uzorkovanja, mo?e imati naponom upravljani oscilator (VCO - Voltage Controled Oscilator) kao izvor takta. Naponom upravljani oscilatori uglavnom imaju puno vi?e faznog ?uma od kristalnih oscilatora; u slobodnom radu tipi?no imaju vi?e od 1 ps rms intrinsi?nog jittera iznad 700 Hz. Ipak, za obnavljanje takta u PLL sklopovima koriste se naponom upravljani oscilatori za sinkronizaciju sa vanjskim referentnim signalom, a intrinsi?ni jitter atenuira se PLL sklopom.
Intrinsi?ni jitter ?esto se mora mjeriti u situacijama gdje nije dostupan referentni signal sa vrlo malo jittera, pa su mjerenja samo-odnosna pomo?u PLL sklopa koji hvata takt signala obnovljen iz toka podataka. Svojstva ovakvog PLL sklopa odrediti ?e najni?u grani?nu frekvenciju mjerenja. AES3 odre?uje standardni odziv za ovakvo mjerenje uz 3 dB grani?nu frekvenciju od 700 Hz.
Koli?ina intrinsi?nog jittera u AES3 odre?uje se vr?nim mjerenjem, a ne kao rms. To je zato ?to treba uo?iti maksimalno vremensko odstupanje, jer upravo ta odstupanja uzrokuju pogre?ke u podacima.

Svojstva PLL sklopa
Mehani?ki zama?njak polagano prati postepene promjene u brzini, ali ve?inom zanemaruje kratkotrajne fluktuacije. Ovo pona?anje nalikuje pona?anju PLL sklopa. ?to je lak?i zama?njak, to ?e preciznije slijediti promjene i gornje grani?na frekvencija biti ?e vi?a. Grani?na frekvencija PLL sklopa odre?ena je povratnom vezom ili poja?anjem zamke. Ta povratna veza slabi s frekvencijom radi karakteristike filtera zamke i radi pretvaranja frekvencije u fazu koje se doga?a na izlazu iz faznog detektora. Na grani?noj frekvenciji poja?anje oko petlje jednako je jedan.
Za spektralne komponente jittera ispod grani?ne frekvencije, negativna povratna veza zna?i da ?e izlaz PLL sklopa to?no slijediti ulaz PLL sklopa, a fazni ?um oscilatora biti ?e prigu?en. Iznad grani?ne frekvencije povratna veza slabi. To zna?i da ?e jitter na izlazu PLL sklopa uglavnom biti odre?en faznim ?umom oscilatora, a manje ulaznim jitterom. Klju?ni element kod projektiranja oda?ilja?kih ili prijamnih PLL sklopova je kompromis izme?u intrinsi?nog jittera i atenuacije jittera.


Slika 6. Prijenosna funkcija PLL sklopa

Jitter u kabelima

Jo? jedan izvor jittera u digitalnom su?elju nastaje radi veza koje nisu idealne. Otpor kabela i neravnomjerna impedancija mo?e uzrokovati gubitke visokih frekvencija ?to rezultira nejasnim impulsnim prijelazima, kao ?to se vidi na slici 7.
To ne bi bio ozbiljan problem kada bi efekt bio jednak kod svakog prijenosa. Tada bi to rezultiralo samo sa malim stati?kim ka?njenjem signala ?to bi se moglo zanemariti. Ipak, to bi bilo samo u slu?aju da je tok impulsa savr?eno pravilan. Stvarni impulsni tok sastoji se od bitovne sheme koja se mijenja iz trenutka u trenutak, te uz prisutnost gubitaka u kabelima to uzrokuje me?usimbolnu interferenciju. Najbli?i polo?aj i ?irina impulsa podataka efikasno pomi?u osnovnu liniju za susjedne impulse, te radi duljih vremena porasta i pada signala u kabelima, prijelazi se pomi?u od svojih idealnih prolaza kroz nulu.



Slika 7. AES3 idealni valni oblik i valni oblik signala pod utjecajem jittera radi gubitaka u kabelu


Slika 8. AES3 oblik prijenosnog formata. Y sinkronizacijski blokovi su identi?ni u svakom okviru.
Kako AES3 prijenosni format koristi isti signal za prijenos i takta i podataka, mogu?a je pojava jittera na taktu kao posljedica modulacije podacima. To zna?i da se posebna pa?nja treba usmjeriti na mehanizme koji sprije?avaju interferenciju izme?u podataka i takta. Jedan primjer je da radi gubitaka u kabelu i lo?eg mehanizma razdvajanja dolazi do "razmazivanja" valnog oblika.
Me?usimbolna interferencija


Slika 9. Me?usimbolna interferencija AES3 signala.

Slika 9. prikazuje pet razli?itih AES3 signala su?elja, koji se razlikuju u prva tri bita. Podaci su kodirani pomo?u bi-faznog koda (tzv. Manchester kod ili FM kod), koji ima prijelaz izme?u svakog bitovnog simbola, a tako?er i na sredini simbola kada je simbol "1", ali ne i kada je "0". Rastu?i brid predstavlja jedinicu, a padaju?i nulu. Crni signal predstavlja "1-1-1", sivi "1-1-0", plavi "1-0-0", svijetlo plavi "0-1-0", a iscrtkani plavi "0-0-0".

Slika tako?er prikazuje i signale kako bi mogli izgledati nakon prijenosa kroz dugi kabel. Ovi efekti kabela su napravljeni pomo?u Audio Precision System Two simulacije kabela i na kraju su svi zajedno prikazani na jednoj slici. Gubici u realnim kabelima utjecali bi upravo tako, odnosno gubitkom (pomicanjem) vi?ih frekvencija, te promjenom valnih oblika impulsa radi sporijih vremena porasta i pada.

U svakom prikazanom primjeru, podacima prethodi Y sinkronizacijski blok sa kojim zapo?inje B pod-okvir (slika 8.). Taj sinkronizacijski blok je fiksni uzorak koji traje 5 bitovnih perioda (10 jedinica intervala ili UI). Rezultat toga je da su signali koji ulaze s lijeva u simulator kabela pribli?no iste vrijednosti napona, jer su do tamo imali potpuno isti put prolaska. (Sinkronizacijski blok je nominalno duga?ak 8 jedinica intervala, ali je zadnji dio pro?log bita i prvi dio slijede?eg "zalijepljen" za uzorak time daju?i fiksni uzorak duljine 10 jedinica intervala.)
Crni, sivi i plavi signal imaju prijelaz na 1465 ns (9 UI) od po?etka pod okvira jer im je prvi bit "1". Svijetlo plavi i iscrtkani plavi imaju "0" kao prvi bit, pa jo? nemaju prijelaz. Svih pet signala mijenjaju stanje na 1628 ns (10 UI) ?to odgovara kraju prvog bitovnog simbola. (Frekvencija okvira ovih signala jest 48 kHz, pa je trajanje 1 UI = 162.8 ns.)
Markeri "a " i "b" ozna?avaju vremenske polo?aje prolaza kroz nulu na 1705 ns i 1745 ns. Prije prolaze prolaze signali kojima je prvi bit "1", a kasnije oni kojima je prvi bit "0".
Radi gubitaka visokih frekvencija u ovoj simulaciji kabela, prijelazna vremena su prili?no spora, tako da do prolaza kroz nulu dolazi pribli?no 100 ns nakon infleksije signala koja nagovje?tava po?etak prijelaza. Ova interakcija izme?u vrijednosti prvog i drugog simbola podataka naziva se me?usimbolna interferencija.
Ova interferencija je puno slo?enija nakon drugog bitovnog simbola (na pribli?no 2050 ns od po?etka pod-okvira, ?to se vidi u pove?anom prikazu). Ovdje postoje ?etiri vremenski razli?ita prolaza kroz nulu radi ?etiri razli?ite kombinacije bitovnih uzoraka za prva dva bita u pod-okviru. Ve?ina vremenske razlike jest posljedica vrijednosti drugog bita, ali i male razlike u odnosu na stanje prvog bita.

Jitter podataka
Jitter podataka je termin koristi pri opisivanju jittera koji nastaje prilikom prijelaza u dijelovima AES3 valnog oblika moduliranog podacima. Ovaj oblik jittera ?esto je indikator me?usimbolne interferencije.
Slika 9. prikazuje taj mehanizam uno?enja jittera podataka pribli?ne vr?ne vrijednosti od 50 ns u neke prijelaze. Jitter podataka mo?e se stvarati radi asimetrije sklopova koja dovodi do vremenski razli?itih prijelaza ovisno o tome da li je prijelaz u negativnom ili pozitivnom smjeru.

Jitter sinkronizacijskog bloka
Jitter sinkronizacijskog bloka jest termin koji se koristi za opisivanje jittera koji nastaje na prijelazima AES3 sinkronizacijskih impulsa. Sinkronizacijski blok je skup stati?kih uzoraka koji se koriste za identifikaciju po?etka pod-okvira i blokova digitalnog audio signala (slika 8.). Y sinkronizacijski blok podataka na po?etku drugog (B) pod-okvira je potpuno pravilan fiksan uzorak. Taj nepromjenjivi sinkronizacijski blok mo?e se koristiti za jitter mjerenja neosjetljiva na me?usimbolnu interferenciju, koja su stoga bolji pokazatelj ili jittera u prijenosnom ure?aju ili jittera uzrokovanog ?umom, a ne jittera koji je posljedica modulacije podacima.

Jitter uzrokovan ?umom
Ako impulsni prijelazi nisu nako?eni radi gubitaka u kabelu, vremena porasta i pada impulsa tako su kratka da na njihove prolaze kroz nulu ne utje?e nikakav dolazni ?um. Dok dugotrajna vremena prijelaza, radi gubitaka u kabelima omogu?uju ?umu i drugim sli?nim smetnjama da utje?u na prijelaze time impulsima pomi?u?i prolaze kroz nulu.
Na primjer, ?um signala mo?e promijeniti vrijeme detektiranja prijelaza. Osjetljivost na taj ?um ovisi o brzini prijelaza koja ovisi o gubicima u kabelu. To je vidljivo na slici 10.



Slika 10. AES3 jitter uzrokovan ?umom.

Svih pet signala na slici 10. su od istog dijela Y sinkronizacijskog bloka pod-okvira B. Kao ?to je ve? re?eno, stati?ki sinkronizacijski blok uzoraka je izabran jer je neosjetljiv na jitter podataka, ?ine?i time mehanizam jittera uzrokovanog ?umom puno vidljivijim. Dva markera "a" i "b" ozna?avaju vremensko podru?je za prolaz kroz nulu koji je posljedica tre?eg prijelaza. Njihov razmak je 31 ns. U ovom primjeru, ?um koji proizvodi ovo odstupanje je nisko-frekvencijski sinusni oblik od 300 mV. Ova vrsta interferencije mo?e do?i iz linija za napajanje.
Koli?ina jittera nastalog radi ?uma u kabelu je direktno proporcionalna kosini pri prolazu kroz nulu, kao ?to je napon proporcionalan vremenu porasta te kosine. Kod brzih prijelaza nikakav interferencijski ?um ne?e proizvesti ve?u koli?inu jittera: devijacije napona ?e uzrokovati manju vremensku devijaciju.
Napomena: u ovom primjeru duga?ki kabel simuliran je pomo?u Audio Precision System Two Cascade. Ipak, ta koli?ina jittera biti ?e umanjena za nekoliko redova veli?ine u slu?aju kratkih kabela.
Vidi se da je smjer vremenske devijacije ovisan o smjeru prijelaza. Za prijelaz pomaknut prema gore radi ?uma, rastu?i prijelaz uraniti ?e, a padaju?i ?e kasniti. Za prijelaz pomaknut prema dolje vrijedi suprotno. Za razliku od jittera podataka, do kojeg dolazi radi me?usimbolne interferencije, ovaj oblik jittera vi?e dolazi do izra?aja u ure?ajima koji obnavljaju takt pomo?u odre?enog brida impulsa u sinkronizacijskom bloku. Taj brid imati ?e samo jedan polaritet pa ?e se vremenska odstupanja uzastopnih bridova sumirati.
Ipak, za sustave koji koriste mnogo bridova u pod-okviru, prijelazi ?e biti skoro potpuno upareni u oba smjera i poni?tavanje ?e smanjiti utjecaj nisko-frekvencijskog jittera uzrokovanog ?umom na obnovljeni takt. Za ?um na visokim frekvencijama uzastopne devijacije ne?e korelirati pa ne?e do?i ni do me?usobnog poni?tavanja.

Jitter tolerancija
Digitalni audio prijamnik koji je namijenjen da prima AES3 signale mora biti sposoban dekodirati signale koji imaju male koli?ine jittera u odnosu na duljinu impulsa koje je potrebno dekodirati. Sa pove?avanjem koli?ine jittera prijamnik ?e prvo po?eti pogre?no dekodirati signal, a na kraju ga uop?e ne?e mo?i dekodirati ?to naj?e??e zna?i povremen nestanak signala (muting) ili potpuni gubitak signala. Maksimalna koli?ina jittera koju mo?e podnijeti neki prijamnik prije nego ?to po?ne pogre?no dekodirati signal, naziva se jitter tolerancija ure?aja.
Kao ?to se mo?e vidjeti na prikazanoj karakteristici, PLL sklop za obnavljanje takta ima nisko propusnu karakteristiku analognu mehani?kom zama?njaku koji reagira odnosno prati promjene koje su sporije od grani?ne frekvencije, a filtrira sve promjene koje su br?e.
Zna?i da je jitter tolerancija neovisna o frekvenciji za jitter iznad grani?ne frekvencije prijamnika, ali sa postepenim smanjivanjem jitter frekvencije prijamnik mo?e sve vi?e slijediti te promjene. To zna?i da ?e kod signala s ni?om jitter frekvencijom prijamnik mo?i pratiti ve?e koli?ine jittera odnosno imati ?e vi?u jitter toleranciju.
Za jitter frekvencije koje su blizu grani?ne frekvencije mogu?e je, kod lo?e projektiranih sklopova, da je jitter tolerancija jako smanjena. To se doga?a jer u prijamniku dolazi do rezonancije izme?u odstupanja uskla?enosti prijelaza u dolaze?em toku podataka i procjene prijamnika uskla?enosti tih prijelaza u toku podataka, a rezultat je lo?ija situacija nego da prijamnik uop?e ne prati jitter.
U specifikacijama za AES3, definiran je model jitter tolerancije prikazan na slici 11. Tolerancija je definirana u jedinicama intervala (UI). Linija na grafu predstavlja donju granicu jitter tolerancije prijamnika na sinusoidalne jitter frekvencije prikazane na osi X. Mo?e se uo?iti da model sugerira gornju grani?nu frekvenciju prijamnika vi?u od 8 kHz. To zna?i da PLL sklop u prijamniku ne bi mogao atenuirati jitter ispod te frekvencije odnosno propu?tao bi ga dalje. Trebao bi se koristiti slijede?i PLL sklop sa ni?om grani?nom frekvencijom za potrebnu atenuaciju jittera.


Slika 11. Model AES3 jitter tolerancije.

Prijenosna karakteristika jittera i poja?anje jittera
Kod ure?aja koji su sinkronizirani sa drugim taktom (kao npr. digitalni ulaz, takt rije? ili referentna video sinkronizacija) jitter iz vanjskog izvora biti ?e propu?ten na izlaz. Jitter na izlazu tada je kombinacija tog prenesenog jittera i intrinsi?nog jittera samog ure?aja.
Iako odnos izme?u izlaznog i ulaznog jittera mo?e biti vrlo slo?en, korisno je razmotriti taj prijenos kao jednostavan linearan proces. Prijenosna karakteristika jittera je mjera odnosa ulaznog i izlaznog jittera ili poja?anje jittera prema jitter frekvenciji.

Slika 12. prikazuje prora?unatu prijenosnu karakteristiku jittera koju daje PLL sklop sa grani?nom frekvencijom od 100 Hz. Mo?e se vidjeti da je poja?anje jittera ispod grani?ne frekvencije pribli?no jednako 0 dB. Iznad grani?ne frekvencije PLL sklop atenuira jitter sa 6 dB po oktavi. Ova izvedba ima jo? i filtar drugog reda sa grani?nom frekvencijom od 1 kHz ?to rezultira dodatnom atenuacijom od 18 dB po oktavi iznad te grani?ne frekvencije.


Slika 12. Prijenosna karakteristika jittera.

Iz slike 12. mo?e se vidjeti da je ispod grani?ne frekvencije PLL sklopa na djelu karakteristike poja?anje ima vrijednost od 0.5 dB. Uobi?ajeno je da postoji odre?ena koli?ina poja?anja ba? ispod grani?ne frekvencije. To se naziva vr?nim jitterom (jitter peaking) i posljedica je fazne karakteristike povratne petlje PLL sklopa.
AES3 standardom postavljena je gornja granica poja?anja jittera od +2 dB.

Nelinearno pona?anje jittera
Linearna analiza prijenosne karakteristike jittera ne vrijedi kod nelinearnih odnosa izme?u ulaznog i izlaznog jittera. Detektori faze ?esto mogu imati "mrtve" to?ke u kojima su neosjetljivi na male fazne promjene. Kao rezultat toga, izlaz PLL sklopa mijenjati ?e se sve dok fazni detektor ne postane aktivan i izvr?i korekciju. Te promjene izlaza PLL sklopa proizvesti ?e jitter.
Jo? jedan nelinearni jitter mehanizam je preklapanje pojaseva (aliasing) nisko-frekvencijskog jittera koji je uzrokovan nisko-frekvencijskim mehanizmom unutar PLL sklopa. Na primjer, AES3 signal s frekvencijom okvira od 48 kHz i komponentom jittera na 47 kHz, mogao bi se koristiti da daje interni takt od 48 kHz PLL sklopu, a 47 kHz signal stvorio bi puno ni?u frekvenciju od 1 kHz koja vjerojatno ne bi bila atenuirana. Kod mjerenja prijenosne karakteristike jittera, ovo pona?anje pokazalo bi da je poja?anje maksimalno to?no na umno?cima frekvencije okvira.
Akumulacija jittera
U kratkom nizu digitalnih audio ure?aja, gdje je svaki slijede?i ure?aj vezan za prija?nji, postoji nekoliko mehanizama koji doprinose ukupnom jitteru na kraju niza. Svaki ure?aj dodati ?e svoj intrinsi?ni jitter i svaki kabel kojim se me?usobno spajaju unijeti ?e jitter radi gubitaka u kabelu. Do?i ?e tako?er i do poja?avanja ili atenuiranja jittera u svakom pojedinom stupnju.
Taj proces nazvan je akumulacija jittera. Efekt varira ovisno o jitter karakteristici i uzorku podataka u pojedinom stupnju, ali u nekim okolnostima i sa nekim "patolo?kim" signalima, jitter mehanizmi mogu se svi zajedno iskombinirati daju?i vrlo nepovoljan rezultat.
U nizu ure?aja sa sli?nom karakteristikom sustava za obnavljanje takta, patolo?ki signali imati ?e isti utjecaj na svaki pojedini stupanj. U tabeli 1. mo?e se vidjeti da to dovodi do jako velike koli?ine akumuliranog jittera ve? nakon samo nekoliko sli?nih stupnjeva.
U svrhu ovog prora?una, u svim ure?ajima gleda se samo jitter na frekvencijama ispod grani?ne frekvencije na prijenosnoj karakteristici jittera, ?to zna?i da ne dolazi do atenuacije jittera. Ako se pretpostavi, radi pojednostavljenja, da svi ure?aji dodaju istu koli?inu jittera, J, u svakom stupnju (to je velika koli?na jittera iz kabela i intrinsi?nog jittera zbrojenih zajedno). Tako?er, ako se pretpostavi i da svaki ure?aj u jednakoj mjeri poja?ava jitter iz pro?log stupnja, treba imati u vidu da je poja?anje jittera mogu?e samo blizu vr?ne vrijednosti prijenosne karakteristike jittera.

Tabela 1. daje ukupni izlazni jitter za tri razli?ita niza u obliku vi?ekratnika J.
Poja?anje jittera po ure?aju Ukupni jitter (J) nakon 3. stupnja Ukupni jitter (J) nakon 4. stupnja Ukupni jitter (J) nakon 5. stupnja
O dB (idealno) 3 J 4 J 5 J
1 dB 3.8 J 5.4 J 7.1 J
3 dB 6.2 J 10.2 J 15.8 J
6 dB 13.9 J 29.8 J 61.4 J

Tabela 1. Akumulacija jittera
Ovdje se vidi, da je za poja?anje svakog stupnja od 0 dB, izlazni jitter jednostavno suma jittera proizvedenog u svakom pojedinom stupnju. To su vr?ne vrijednosti jittera pa ?e se zbrajati. Treba se sjetiti da se ovo doga?a na frekvencijama ispod grani?ne frekvencije dok ?e na vi?im frekvencijama ulazni jitter biti atenuiran tako da ?e koli?ina ukupnog izlaznog jittera rasti sporije.
Poja?anja koja su ve?a od 0 dB daju vr?ni jitter na prijenosnoj karakteristici jittera. Ako je vr?ni jitter prisutan, pojaviti ?e se samo u blizini grani?ne frekvencije PLL sklopa. U slu?aju ?iroko pojasnog jittera, samo njegov mali dio biti ?e poja?an, pa ?e efekt vr?nog jittera biti manji. Ipak, postoje jitter mehanizmi koji mogu koncentrirati jitter u podru?ju vr?ne vrijednosti jittera.
AES3 jitter podataka mo?e imati uske spektralne komponente. Kod audio signala niske razine, jitter mo?e, na primjer, postati koherentan sa polaritetom signala. To se doga?a jer kod signala koji su blizu nule, bitovi ve?e va?nosti unutar rije?i podataka, mijenjaju se zajedno kao ekstenzija bitova predznaka. Ako je signal su?elja jedno-frekvencijski ton niske razine, tada ?e jitter koji unosi kabel te?iti pravokutnom valnom obliku na toj frekvenciji. Povremeno, spektralni vr?ni jitter mo?e se podudarati sa vr?nim jitterom u prijenosnoj karakteristici jittera.
U nizu ure?aja, sa sli?nom karakteristikom sustava za obnavljanje takta, taj signal izazvati ?e isti efekt u svakom pojedinom stupnju. Veli?ina od 6 dB u tabeli pokazuje vr?ne veli?ine izmjerene na opremi koja je konstruirana prije boljeg shva?anja ovog problema. Kao ?to se vidi u tabeli to rezultira vrlo velikom koli?inom akumuliranog jittera nakon samo nekoliko sli?nih stupnjeva.
Normalan simptom patolo?ke razine akumulacije jittera, za opremu pri kraju niza, je da vrlo ?esto gubi podatke ili da dolazi do potpunog gubitka sinkronizma.
AES3 specifikacije iz 1997. godine na dva na?ina obra?uju potencijalne probleme akumulacije jittera. Osnovna specifikacije ka?e da svi ure?aji na svim frekvencijama moraju imati poja?anje sinusoidalnog jittera manje od 2 dB.
U dodatku postoji i standard vezan uz atenuaciju jittera koji mora biti zadovoljen u svim ure?ajima za koje se tvrdi da atenuiraju jitter su?elja. To zahtijeva atenuaciju od minimalno 6 dB iznad 1 kHz. S obzirom da je ta frekvencija puno ni?a od grani?ne frekvencije modela jitter tolerancije, ti ure?aji trebaju prenositi sinkronizacijski takt odvojeno od podataka za obnovu takta koji odre?uju jitter toleranciju.

Jitter uzorkovanja
Jitter uzorkovanja jest odstupanje u tempiranju audio signala radi jittera u analogno-digitalnim (ADC), digitalno-analognim (DAC) ili asinkronim pretvara?ima stope uzorkovanja (ASRC). Kod analogno-digitalnih i digitalno-analognih pretvara?a, jitter uzorkovanja naj?e??e ?e biti povezan sa taktom uzorkovanja signala, ali kod asinkronog pretvara?a stope uzorkovanja to mo?e biti potpuno numeri?ki proces jer su uzorci signala obnovljeni da odgovaraju novim trenucima uzorkovanja, te u tom slu?aju takt uzorkovanja ustvari virtualni takt uzorkovanja.
U mnogim situacijama takt uzorkovanja mora se uzeti iz vanjskog izvora. U ku?nim primjenama to mo?e biti digitalni audio snima? ili digitalni surround procesor kod kojeg se takt uzorkovanja digitalnog audio pretvara?a dobija iz ulaznog digitalnog toka podataka. Za profesionalne upotrebe tako?er postoje ure?aji sa D-A i A-D pretvara?ima kod kojih se takt uzorkovanja mora uzeti iz vanjskog sinkronizacijskog izvora ili kod kojih digitalni tok podataka mora biti ponovno sinkroniziran na drugi referentni takt koriste?i ASRC.
?esto ?e vanjski sinkronizacijski izvor imati jitter koji je vidljiv, mjerljiv i koji se mo?e prou?iti. Ipak, to nije jitter uzorkovanja. Vanjski izvor mo?e doprinijeti jitteru takta uzorkovanja, ali taj doprinos ovisi o svojstvima sklopa za obnavljanje takta (ili numeri?kom algoritmu), koji povezuje vanjski izvor i sklop koji daje takt uzorkovanja. Taj sklop za obnavljanje takta imati ?e svoj intrinsi?ni jitter, atenuaciju jittera i nelinearna pona?anja jittera.

Jitter uzorkovanja i vanjski takt
U mnogim situacijama takt uzorkovanja mora se uzeti iz vanjskog izvora. Na primjer, u digitalnom audio snima?u i digitalnom surround procesoru, takt uzorkovanja koji kontrolira D-A pretvara?, uzima se iz ulaznog toka podataka. U drugim primjenama takt uzorkovanja A-D pretvara?a mo?da je potrebno sinkronizirati sa vanjskim sinkronizacijskim signalom ili je digitalni tok podataka mo?da potrebno ponovno sinkronizirati na druga?iji referentni takt koriste?i ASRC.
Taj vanjski izvor takta tako?er mo?e sadr?avati jitter, ali to, po definiciji, nije jitter uzorkovanja. Vanjski izvor mo?e doprinijeti jitteru takta uzorkovanja, ali taj doprinos ovisi o svojstvima sklopa za obnavljanje takta (ili numeri?kom algoritmu) koji se nalazi izme?u vanjskog izvora i realnog (ili virtualnog) sklopa koji daje takt uzorkovanja. Taj sklop za obnavljanje takta imati ?e svoj intrinsi?ni jitter, atenuaciju jittera i nelinearna pona?anja jittera.


Slika 13. U ovim primjerima frekvencija uzorkovanja je konstantna, ali uzorkovani signal varira po frekvenciji i amplitudi. Vidi se kako veli?ina amplitude pogre?ke, za uzorak sa jitterom (J), raste s pove?anjem promjene nagiba signala.

[Gianfranco]

ALAL VERA!

[diviner]

Plasticnije objasnjeno (dotaknute su samo teme narezivanja audio diskova):

IZVOR:
http://www.benchmark.co.yu/forum/sho...ighlight=audio

Da razjasnimo konacno i tu stvar !!!

Prvo argumenti :

http://www.digido.com/
articles -> Jitter -> Can Compact Discs contain jitter?

.... "CDRs recorded on different types of machines sound different to my ears. An AES-EBU (stand-alone) CD recorder produces inferior-sounding CDs compared to a SCSI-based (computer) CD recorder. This is understandable when you realize that a SCSI-based recorder uses a crystal oscillator master clock. Whenever its buffer gets low, this type of recorder requests data on the SCSI buss from the source computer and thus is not dependent on the stability of the computer's clock. In contrast, a stand-alone CD recorder works exactly like a DAT machine; it slaves its master clock to the jittery incoming clock imbedded in the AES/EBU signal. No matter how effective the recorder's PLL at removing incoming jitter, it can never be as effective as a well-designed crystal clock." ........

Objasnjenje:

Prilikom citanja i pisanja podataka vrlo je bitan proces sinhronizacije podataka koji pristizu sa audio medija, i to upravo zato (a sto je vec bilo spominjano) sto audio format nema crc (cyclic redudant checking), kao ni bilo koju drugu provjeru gresaka. U klasicnim kucnim plejerima su prisutne hardverske jedinice koje rade oversampling (uporedjivanje prethodnog i sledeceg dela muzickog materijala i zamjena greske, izgubljenog materijala adekvatnim, u istom nivou signala), a njihov rad se razlikuje od modela do modela!

Zaci, prilikom citanja podataka sa audio medija vrlo je bitno da noseci ili sync signal (44100 Hz ) bude sto ravnomjerniji , da na njega ne uticu drugi uredjaji (pojava interferencije, smetnje) kao i da bude sto precizniji (kvalitetniji oscilator). Ukoliko ovi uslovi nisu ispunjeni javlja se Jitter (pogledati dobro grafik na datoj strani gore) odnosno pomjeraj koji dovodi do misinterpretacije signala (nepravilnog citanja, greske) koji se obicno manifestuju u visoko frekventnom delu spektra, a zasto...pa vrlo jednostavno:

Ukoliko odmjeravate sinosuidu od 17 KHz (prodoran piskavi ton) sa 44.100 Hz signalom vise ne dobijate sinusoidu nego signal postaje zubasto kvadratast (dosta ostriji i prodorniji ton) i jasno je da ukoliko menjate pomjeraj u ovom dijelu spektra necete imati vise uopste pravilan periodican signal (jer je perioda odmjeravanog signala svega 2 puta veca od kontrolnog) . Ukoliko on nije periodican, znaci nije vise ni sine, ni square, ni triangle, vec pocinje da lici na noise i ovo bi trebalo da znaju svi koji su se barem jednom dotakli nekog softverskog synth-a u zivotu ! Odmah je jasno je da su srednji i duboki tonovi ovde manje podlozni upravo zbog svoje mnogo vece periode !

Sustina postavljenog pitanja (odnosno odgovora na njega) se nalazi upravo u jitter domenu, a ako se zna da SCSI rezaci koriste posebne klok oscilatore kako bi upravljali podacima sa rezaca, i da na njega skoro ne utice ostatak racunara , prilikom rezanja oni trebali da stizu u teoriji ravnomjernije i na taj nacin preciznije u timeline (vremenu), a samim tim jamice na narezanom cd-u bi trebalo da su dobro odmjerene i sto blize onima u teoriji !

E sad pazite:

Tehnologija je omogucila danas da se greske u citanju (grebovanju jer govorimo o d. audio formatu) smanje na apsolutnu nulu (kako i ne bi kad je unapredjivana skoro 10ak godina) ! To se radi najcesce uporedjivanjem i cheksumima prilikom samog citanja (hardverski)...ili cak ponovnim i visestrukim citanjem i provjere podataka iste deonice diska (softverski) ! Znaci uz pomoc C2 error report-a i rereading-om ! Ovu mogucnost imaju uglavnom racunarski citaci-rezaci !

Rezanje je proces koji je boljka svemu ovome jer ovde sad stupa na scenu sva prica odozgo (jer jednom kad se upisu podaci nema vise diranja ...nema rereading-a niti bilo kakve popravke). Znaci rezac primi podatke od kontrolera i ako kontroler vs mehanika vs pickup barem na jednom mjestu zakaze i produzi nama nam dragu jamicu ...ona ostaje duza no sto jeste ! Citac detektuje samo na prelazu pit -> land, recicete ......ali da li to zna vas cd- player kad je on za to vrijeme odbrojao za jednu binarnu cifru vise, poslao to u DA konverter a vi dobili pogresnu audio informaciju u uvetu (koju uzgred budi receno u ovom izolovanom slucaju nema sanse da cujete, samo povorku ovakvih gresakak, mozete ) !

Posto SCSI rezaci imaju napredniju kontrolu podataka zahvaljujuci SCSI kontroleru (i njegovom crystal-oscilatoru) , a sve ostalo isto (unutrasnjost , mehanika , pickup) tesko se moze govoriti da su superiorniji, posebno kada se zna da jitter najcesce nastaje u slucaju interferencije drugih signala, falinki i vibracija unutar samog rezaca kao i kvaliteta samog pickupa lasera, i posebno ako se zna jos i to da ranije nije bilo moguce za male pare napraviti mocan mikroprocesor (IDE kontroler) koji bi parirao SCSI po kvalitetu i ucinku, a zna se da tako nije vise danas !

Zakljucak: Razlika izmedju mozda postoji ...ali vi to svakako necete primjetiti pa makar imali kontrolnu sobu (studio) za test ! Ja sam pokusao da ovo objasnim sto plasticnije i opseznije i zato sam morao da davim Stvari je ipak najbolje razumjeti u potpunosti !!!

Nije lose da se procita cijeli clanak ili barem ova stranica gore pa da se onda postavljaju pitanja !

[kVu]

BRAVO!

[idekius]

Fenomenalno!

[puRe]

Svaka cast!

[Eon]

Nema dalje....ustvari ceka se citav diplomski

[zvincic]

joj, postaj cijeli dokument molim te, da mogu kod kuce u miru citati dok sam offline :oops:

[ANITA]

Ovo je definitivno najbolji clanak o jitteru ikad napisan (kaze Filip). Ovaj clanak je inspirirao uopce ideju o diplomskom. No, evo vam ga, jer to je ono sto vas ustvari zanima.

__________________________________________________ _____



EVERYTHING YOU ALWAYS WANTED TO KNOW ABOUT JITTER BUT WERE AFRAID TO ASK
by Bob Katz
When I began this article, I naively believed that I could write everything you might need to know about jitter, but it's proved to be the most difficult subject to clarify that I've ever written about. This article has become a constant work in progress. Some questions that this article has raised have been clarified in our letters section.
--------

Jitter is so misunderstood among recording engineers and audiophiles that we have decided to devote a Section to the topic. All digital devices that have an input and an output can add jitter to the signal path. For example, Digital Domain's FCN-1 Format Converter adds a small amount of jitter (around 200 ps RMS) to the digital audio signal path. Is this good? Is it bad? What sonic difference does it make? We will attempt to answer these--and other important--questions in this Section.

What is Jitter?
Jitter is time-base error. It is caused by varying time delays in the circuit paths from component to component in the signal path. The two most common causes of jitter are poorly-designed Phase Locked Loops (PLL's) and waveform distortion due to mismatched impedances and/or reflections in the signal path.

Here is how waveform distortion can cause time-base distortion:



The top waveform represents a theoretically perfect digital signal. Its value is 101010, occuring at equal slices of time, represented by the equally-spaced dashed vertical lines. When the first waveform passes through long cables of incorrect impedance, or when a source impedance is incorrectly matched at the load, the square wave can become rounded, fast risetimes become slow, also reflections in the cable can cause misinterpretation of the actual zero crossing point of the waveform. The second waveform shows some of the ways the first might change; depending on the severity of the mismatch you might see a triangle wave, a squarewave with ringing, or simply rounded edges. Note that the new transitions (measured at the Zero Line) in the second waveform occur at unequal slices of time. Even so, the numeric interpretation of the second waveform is still 101010! There would have to be very severe waveform distortion for the value of the new waveform to be misinterpreted, which usually shows up as audible errors--clicks or tics in the sound. If you hear tics, then you really have something to worry about.

If the numeric value of the waveform is unchanged, why should we be concerned? Let's rephrase the question: "when (not why) should we become concerned?" The answer is "hardly ever". The only effect of timebase distortion is in the listening; as far as it can be proved, it has no effect on the dubbing of tapes or any digital to digital transfer (as long as the jitter is low enough to permit the data to be read. High jitter may result in clicks or glitches as the circuit cuts in and out). A typical D to A converter derives its system clock (the clock that controls the sample and hold circuit) from the incoming digital signal. If that clock is not stable, then the conversions from digital to analog will not occur at the correct moments in time. The audible effect of this jitter is a possible loss of low level resolution caused by added noise, spurious (phantom) tones, or distortion added to the signal.

A properly dithered 16-bit recording can have over 120 dB of dynamic range; a D to A converter with a jittery clock can deteriorate the audible dynamic range to 100 dB or less, depending on the severity of the jitter. I have performed listening experiments on purist, audiophile-quality musical source material recorded with a 20-bit accurate A/D converter (dithered to 16 bits within the A/D). The sonic results of passing this signal through processors that truncate the signal at -110, -105, or -96 dB are: increased "grain" in the image, instruments losing their sharp edges and focus; reduced soundstage width; apparent loss of level causing the listener to want to turn up the monitor level, even though high level signals are reproduced at unity gain. Contrary to intuition, you can hear these effects without having to turn up the listening volume beyond normal (illustrating that low-level ambience cues are very important to the quality of reproduction). Similar degradation has been observed when jitter is present. Nevertheless, the loss due to jitter is subtle, and primarily audible with the highest-grade audiophile D/A converters.

Jitter And the AES/EBU Interface
The AES/EBU (and S/PDIF) interface carries an embedded clock signal. The designers of the interface did not anticipate that it could cause a subtle amount of jitter due to the nature of the preamble in the AES/EBU signal. The result is a small amount of program-dependent jitter which often sounds like an intermodulation, a high-frequency edge added to the music. To minimize this effect in the listening, use a D/A converter with a high degree of internal jitter reduction. An external jitter reduction device that removes the subcode signal (containing time of day, start IDs, etc.) also helps.

The SDIF-2 (Sony Digital Interface-2) uses a separate cable for the clock signal, and thus is not susceptible to program-dependent jitter. However, the quality of the PLL used to detect an SDIF-2 wordclock is still important to low jitter. It is much easier to build a low-jitter PLL for a wordclock signal than for an AES/EBU signal.

Is Jitter Cumulative? What About My Dubs?
Consider a recording chain consisting of an A to D Converter, followed by the FCN-1, feeding a DAT machine, and finally a D to A Converter. During the recording, the jitter you will hear is dependent on the ability of the last PLL in the chain (in the D to A) to reduce the cumulative jitter of the preceding elements in the chain. The time-base error in the D to A is a complex aggregate of the timebase errors of all the preceding devices, including their ability to reject incoming jitter, plus the D to A's ability to reject any jitter coming into it. During the recording, there are 3 Phase Locked Loops in the chain: in the FCN-1, the recorder, and the D to A converter. Each PLL has its own characteristics; many good PLLs actually reduce incoming jitter; others have a high residual jitter. It is likely that during playback, you will hear far less jitter (better low level resolution, clearer highs) because there is only one PLL in the digital chain, between the playback deck and the D to A. In other words, the playback will sound better than the sound monitored while recording!

Jitter and A to D Converters
The A to D Converter is one of the most critical digital audio components susceptible to jitter, particularly converters putting out long word lengths (e.g. 20-bits). The master clock that drives an A/D converter must be very stable. A jittery master clock in an A/D converter can cause irrevocable distortion and/or noise which cannot be cancelled out or eliminated at further stages in the chain. A/D's can run on internal or external sync. On internal sync, the A/D is running from a master crystal oscillator. On external sync, the A/D's master clock is driven by a PLL, which is likely to have higher remnant jitter than the crystal clock. That is why I recommend running an A/D converter on internal clock wherever possible, unless you are synchronizing an A/D to video or to another A/D (in a multichannel setup). If you must use external sync, use the most stable external source possible (preferably video or wordclock over AES/EBU), and try to ensure that the A/D's designer used an ultra-stable PLL.

Jitter and DSP-based Processors
Most DSP-based software acts as a "state machine". In other words, the output result on a sample by sample basis is entirely predictable based on a table of values of the incoming samples. The regularity (or irregularity) of the incoming clock has no effect on the output data. If the system's phase locked loops can follow the changes, you can vary the clock rapidly or slowly, and store the data on a DAT, and the net result will be the same data.

Exceptions to "state-based" DSP processes include Asynchronous Sample Rate Converters, which are able to follow variations in incoming sample rate, and produce a new outgoing sample rate. Such devices are not "state-machines", and jitter on the input may affect the value of the data on the output. I can imagine other DSP processes that use "time" as a variable, but these are so rare that most normal DSP processes (gain changing, equalization, limiting, compression, etcetera) can be considered entirely to be state machines.

Therefore, as far as the integrity of the data is concerned, I have no problems using a chain of jittery (or non-jittery) digital devices to process digital audio, as long as the digital device has a high integrity of DSP coding (passes the "audio transparency" test).

Why are plug-in computer cards so jittery? Does this affect my work with the cards?
Most computer-based digital audio cards have quite high jitter, which makes listening through them a variable experience. It is very difficult to design a computer-based card with a clean clock---due to ground and power contamination and the proximity of other clocks on the computer's motherboard. The listener may leap to a conclusion that a certain DSP-based processor reduces soundstage width and depth, low level resolution, and other symptoms, when in reality the problem is related to a jittery phase-locked loop in the processor input, not to the DSP process itself. Therefore, always make delicate sonic judgments of DSP processors under low jitter conditions, which means placing high-quality jitter reduction units throughout the signal chain, particularly in front of (and within) the D/A converter. Sonic Solutions's new USP system has very low jitter because its clocks are created in isolated and well-designed external I/O boxes.

Jitter and Digital Copies...The Key is in the Playback...not in the transfer.
Many well-known devices have high jitter on their outputs, especially DAT machines. However, for most digital to digital transfers, jitter is most likely irrelevant to the final result. I said "most likely" because a good scientist always leaves a little room for doubt in the face of empirical (listening) evidence, and I have discovered certain audible exceptions (see below). Until we are able to measure jitter with widely-available high-resolution measuring equipment, and until we can correlate jitter measurements adequately against sonic results, I will leave some room for doubt.

Playback from a DAT recorder usually sounds better than the recording, because there is less jitter. Remember, a DAT machine on playback puts out numbers from an internal RAM buffer memory, locked to its internal crystal clock. A DAT machine that is recording (from its digital input) is locked to the source via its (relatively jittery) Phase Locked Loop. As the figure above illustrates, the numbers still get recorded correctly on tape, although their timebase was jittery while going in. Nevertheless, on playback, that time base error becomes irrelevant, for the numbers are reclocked by the DAT machine! I have not seen evidence that jitter is cumulative on multiple digital dubs. In fact, a Compact Disc made from a DAT master usually sounds better than the DAT...because a CD usually plays back more stably than a DAT machine. The fact that a dub can sound better than the original is certainly a tough concept to believe, but it is one key to understanding the strange phenomenom called Digital Audio.

It's unnerving to hear a dub that sounds sound different from the original, so I've performed some tests to try to see if jitter is accumulated. I think I've proved with reasonable satisfaction, that under most conditions jitter is not accumulated on multiple dubs, and that passing jittery sources through a storage medium (such as hard disk) results in a very non-jittery result (e.g., recorded CDR).

Here are two tests I have made (this is far from a complete list):

Test #1. I produced a 99th-generation versus 1st-generation audio test on Chesky Records' first Test CD. If jitter were accumulated on subsequent dubs, then the 99th generation would sound pretty bad, right? Well, most people listening to this CD can't tell the difference and there is room for doubt that there is a difference. It's pretty hard to refute a 99th generation listening test!

Test #2. I built a custom clock generator and put it in a DAT machine. On purpose, I increased the jitter of that clock generator to the point that a dubbing DAT machine almost could not lock to the signal from the jittery souce DAT. The sound coming out of the D/A converter of the dubbing DAT was entirely distorted, completely unlistenable. However, when played back, the dub had no audible distortion at all!

These are two scientifically-created proofs of an already well-understood digital "axiom", that the process of loading and storing digital data onto a storage medium effectively (or virtually) cancels the audible jitter coming in.

Does copying to hard disk deteriorate the sound of the source?
If you copy from a jittery source to a hard disk-recorder and later create a CDR from that hard disk, will this result in a jittery CDR? I cannot reach this conclusion based on personal listening experience. In most cases, the final CDR sounds better than the source, as auditioned direct off the hard disk! I must admit it is frustrating to listen to "degraded" sources and not really know how it is going to sound until you play back the final CDR.

Please note that I perform all my listening tests at Digital Domain through the same D/A converter, and that converter is preceded by an extremely powerful jitter-reduction device. Surprisingly, I can still hear some variation in source quality, depending on whether I am listening to hard disk, CDR, 20-bit tape, or DAT. The ear is an incredibly powerful "jitter detector"!


Quiz: Is it all right to make a digital chain of two or more DAT machines in record? The answer: During record you may hear a subtle loss of resolution due to increased jitter. However, the cumulative jitter in the chain will be reduced on playback. But we advise against chaining machines; it is safer to use a distribution amplifier (like the FCN-1) to feed multiple machines, because if one machine or a cable fails, the failure will not be passed on to another machine in line.

Can Compact Discs contain jitter?
When I started in this business, I was skeptical that there could be sonic differences between CDs that demonstrably contained the same data. But over time, I have learned to hear the subtle (but important) sonic differences between jittery (and less jittery) CDs. What started me on this quest was that CD pressings often sounded deteriorated (soundstage width, depth, resolution, purity of tone, other symptoms) compared to the CDR master from which they were made. Clients were coming to me, musicians with systems ranging from $1000 to $50,000, complaining about sonic differences that by traditional scientific theory should not exist. But the closer you look at the phenomenon of jitter, the more you realize that even minute amounts of jitter are audible, even through the FIFO (First in, First Out) buffer built into every CD player.

CDRs recorded on different types of machines sound different to my ears. An AES-EBU (stand-alone) CD recorder produces inferior-sounding CDs compared to a SCSI-based (computer) CD recorder. This is understandable when you realize that a SCSI-based recorder uses a crystal oscillator master clock. Whenever its buffer gets low, this type of recorder requests data on the SCSI buss from the source computer and thus is not dependent on the stability of the computer's clock. In contrast, a stand-alone CD recorder works exactly like a DAT machine; it slaves its master clock to the jittery incoming clock imbedded in the AES/EBU signal. No matter how effective the recorder's PLL at removing incoming jitter, it can never be as effective as a well-designed crystal clock.

I've also observed that a 4X-speed SCSI-based CDR copy sounds inferior to a double-speed copy and yet again inferior to a 1X speed copy.

Does a CD copy made from a jittery source sound inferior to one made from a clean source? I don't think so; I think the quality of the copy is solely dependent on clocking and mechanics involved during the transfer. Further research should be done on this question.

David Smith (of Sony Music) was the first to point out to me that power supply design is very important to jitter in a CD player, a CD recorder, or a glass mastering machine. Although the FIFO is supposed to eliminate all the jitter coming in, it doesn't seem to be doing an adequate job. One theory put forth by David is that the crystal oscillator at the output of the FIFO is powered by the same power supply that powers the input of the FIFO. Thus, the variations in loading at the input to the FIFO are microcosmically transmitted to the output of the FIFO through the power supply. Considering the minute amounts of jitter that are detectable by the ear, it is very difficult to design a power supply/grounding system that effectively blocks jitter from critical components. Crystal oscillators and phase locked loops should be powered from independent supplies, perhaps even battery supplies. A lot of research is left to be done; one of the difficulties is finding measurement instruments capable of quantifying very low amounts of jitter. Until we are able to correlate jitter measurements against audibility, the ear remains the final judge. Yet another obstacle to good "anti-jitter" engineering design is engineers who don't (or won't) listen. The proof is there before your ears!

David Smith also discovered that inserting a reclocking device during glass mastering definitely improves the sound of the CD pressing. Correlary question: If you use a good reclocking device on the final transfer to Glass Master, does this cancel out any jitter of previous source or source(s) that were used in the pre-production of the 1630? Answer: We're not sure yet!

Listening tests: I have participated in a number of blind (and double-blind) listening tests that clearly indicate that a CD which is pressed from a "jittery" source sounds worse than one made from a less jittery source? In one test, a CD plant pressed a number of test CDs, simply marked "A" or "B". No one outside of the plant knew which was "A" and which "B". All listeners preferred the pressing marked "A", as closer to the master, and sonically superior to "B". Not to prolong the suspense, disc "A" was glass mastered from PCM-1630, disc "B" from a CDR.

Attention CD Plants---a New Solution to the Jitter Problem from Sony: In response to pressure from its musical clients, and recognizing that jitter really is a problem, Sony Corporation has decided to improve on the quality of glass mastering. The result is a new system called (appropriately) The Ultimate Cutter. The system can be retrofitted to any CD plant's Glass Mastering system for approximately $100,000. The Ultimate Cutter contains 2 gigabytes of flash RAM, and a very stable clock. It is designed to eliminate the multiple interfering clocks and mechanical irregularities of traditional systems using 1630, Exabyte, or CD ROM sources. First the data is transferred to the cutter's RAM from the CD Master; then all interfering sources may be shut down, and a glass master cut with the stable clock directly from RAM. This system is currently under test, and I look forward to hearing the sonic results.

Can Jitter in a Chain be Erased or Reduced?
The answer, thankfully, is "yes". Several of the advanced D to A converters now available to consumers contain jitter reduction circuits. Some of them use a frequency-controlled crystal oscillator to average the moment to moment variations in the source. In essence, the clock driving the D/A becomes a stable crystal, immune to the pico- or nano-second time-base variations of jittery sources. This is especially important to professionals, who have to evaluate the digital audio during recording, perhaps at the end of a chain of several Phase Locked Loops. Someday all D to A converters will incorporate very effective jitter-reduction circuits.

Good Jitter vs. Bad Jitter
The amount of jitter is defined by how far the time is drifting. Original estimates of acceptable jitter in A/D and D/A converters were around 100 to 200 picoseconds (pS). However, research into oversampling converters revealed that jitter below 10 pS is highly desirable. For D/A converters, the amount of jitter is actually less important than the type of jitter, for some types of jitter are audibly more benign than others (I repeat: jitter does not affect D-D dubs, it only affects the D to A converter in the listening chain).

There are three different "types" of jitter:
1. The variations in the time base which are defined as jitter are regular and periodic (possibly sinusoidal)
2. The variations are random (incoherent, white noise)
3. The variations are related to the digital audio signal
Jitter can also be a combination of the above three.

Periodic fluctuations in the time base (#1 above) can cause spurious tones to appear at low levels, blocking our ability to hear critical ambient decay and thus truncating the dynamic range of the reproduction. Often this type of jitter is caused by clock leakage. It is analogous to scrape flutter in analog recorders.

On the other hand, Gaussian, or random jitter (#2 above, usually caused by a well-behaved Phase Locked Loop wandering randomly around the nominal clock frequency) is the least audible type. In addition to adding some additional noise at high frequencies, gaussian jitter adds a small perfume of hiss at the lowest levels, which may or may not be audible, and may or may not mask low level musical material. Sometimes, this type of jitter puts a "veil" on the sound. This veiling is not permanent (unlike the effects of dither, which are generally permanent), and will go away with a proper reclocking circuit into the D/A converter.

Finally, timing variations related to the digital audio signal (#3 above) add a kind of intermodulation distortion that can sound quite ugly.
______________

This document has been significantly revised and updated January 28, 1996.