กลับไปยังรายบอร์ด โพสต์ใหม่

๋่jitter

สัญญาณไฟฟ้าทุกชนิดจะประกอบด้วย 2 ตัวประกอบ คือ Amplitude หรือความแรงของสัญญาณ (ทั้ง + / -) และ Time หรือ ความถี่ นั่นเอง (Freq = 1 / Time เพราะฉะนั้น 2 ค่านี้เป็นเรื่องเดียวกัน) ในที่นี้เราจะไม่พูดถึง Amplitude จะกล่าวถึงเรื่อง Time เท่านั้นนะครับ

Jitter เป็นภาษาเทคนิคหมายถึง ค่าผิดพลาดทางเวลา ครับ (Time-base error) ใช้กับ Digital Electronics เท่านั้นนะครับ นัดแฟนแล้วไปไม่ทันจะอ้างว่า พอดีตัวผม Jitter เยอะไปหน่อยนี่ ตัวใครตัวมันเด้อ

ปริมาณของ Jitter เราจะใช้หน่วย Second ในการวัด แต่หน่วย Second เป็นหน่วยที่ใหญ่เกินไปสำหรับการบอกปริมาณ Jitter ซึ่งด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน อยู่ระหว่าง 1 ส่วนพันล้าน ถึง 1 ส่วนล้าน-ล้านของวินาที เราจึงใช้หน่วย nano-SEC, nS และ pico-SEC, pS แทน แต่อันที่จริงผมว่าเค้าขี้เกียจเขียน 0 หลายๆ ตัวมากกว่าเช่น 0.0000000001 = 100pS (อันนี้เล่นครับ )

ลองยกตัวอย่างให้เห็นปริมาณของ Jitter นะครับ สมมุติความถี่สัญญาณค่าหนึ่ง 100kHz นั่นหมายความว่าทุก 1 วินาที Amplitude ของสัญญาณจะเปลี่ยนแปลงครบรอบ 100000 ครั้ง หรือจะบอกว่า เปลี่ยนแปลงครบ 1 รอบ ทุกๆ 0.00001 วินาทีก็ได้ Jitter ก็คือปริมาณเวลาที่ผิดพลาดไปเช่น สัญญาณลูกที่ 1 ควรจะครบรอบตอน 0.00001 วินาทีพอดี แต่กลับครบรอบตอน 0.000011 วินาที ช้ากว่าที่ควรจะเป็นไป 0.000001 วินาที พอสัญญาณลูกที่ 2 ตามมา แทนที่จะครบรอบตอน 0.00002 วินาที กลับไปครบที่ 0.000019 วินาที เร็วกว่าที่ควรจะเป็นไป 0.000001 วินาที เหตุการณ์เหล่านี้แหล่ะครับ Jitter แต่ค่า Jitter ที่เราเห็นกันบ่อยๆ จะเป็นค่า RMS / Root Mean Square ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยต่อช่วง 1 วินาทีของสัญญาณ เช่น สัญญาณนี้มี Jitter 300pS (rms) ก็หมายความว่าทุกลูกคลื่นของสัญญาณนี้จะมี Error ปนอยู่ในทุกลูกคลื่น เฉลี่ยแล้วเท่ากับ 300pS หรือ 300 ส่วนล้าน-ล้านของวินาทีนั่นเอง

!! ล้าน-ล้านของวินาที!! ฟังดูเหมือนไม่เยอะ แมลงวันที่ว่าบินเร็วแล้ว ยังไปไม่ถึง 1mm เลย :p แต่กลับส่งผลต่อระบบ Digital Audio อย่างใหญ่หลวง โดยเฉพาะการแปลงสัญญาณ analog-digital และกลับกัน

กลับมาเข้าใจกับความยิ่งใหญ่ของ ส่วนล้าน-ล้านของวินาที อีกทีนะครับ ระบบการแปลงสัญญาณ A-D และ D-A จะใช้การ Sampling เป็นหลัก เช่น 44100Hz หมายความว่าทุกๆ 1 วินาที มันจะทำการเปลี่ยนสัญญาณ 44100 ครั้ง การที่ระบบมี Jitter อยู่ด้วย ระบบจะแปลงสัญญาณผิดเวลาทั้ง 44100 ครั้งเลย ซึ่งก็จะได้รูปคลื่นอย่างข้างบนนั้นไงครับ ยิ่ง Oversampling หรือ Upsampling มากขึ้นเท่าไหร่ โอกาสในการผิดพลาดก็จะมากขึ้นไปด้วย (ถือโอกาส ปูทางให้กับ Non-Oversamplng Concept ครับ ไว้วันหลังจะเขียนให้อ่านนะครับ)

สาเหตุของ Jitter ในระบบ Digital Audio มีหลายส่วน ผมแยกให้ฟังดังนี้ครับ
- ระบบฐานเวลาหรือที่เรามักจะเรียก Clock กัน
ระบบฐานเวลาเป็นตัวสร้างความถี่หลักในการควบคุมการถอดรหัสของ DAC ถ้าฐานเวลานี้ผิดพลาดหรือมี Jitter ทั้งระบบก็จะมี Jitter ไปด้วย ยิ่งระบบซับซ้อนหรือมีขั้นตอนเยอะเพียงใด Jitter ก็จะสะสมเป็นเงาตามตัวครับ (เข้าเรื่อง Non-Oversampling อีกแล้ว) เพื่อนๆ บางคนคงรู้จัก S-clock หรือ L-clock ซึ่งก็คือภาคฐานเวลาที่มี Jitter น้อยนั่นเอง โดยมากไม่เกิน 5pS ครับ ลองเทียบกับระบบ Jitterbug ของ Sonic Frontier ซึ่งให้ Output มี Jitter ประมาณ 20-50pS (ถือโอกาส Quick Attack ครับ )
- ภาคจ่ายไฟ
สัญญาณในภาคจ่ายไฟเป็นต้นเหตุหนึ่งของ Jitter เช่นกัน เนื่องจากระบบฐานเวลาและระบบ Digital อื่นๆ ล้วนใช้ไฟจากภาคจ่ายไฟ ถ้าภาคจ่ายไฟมีการสัญญาณรบกวน มันก็จะไปปนเปื้อนออกไปกับ Product ของระบบเหล่านั้นด้วย และเช่นเดิมครับ ยิ่งวงจรซับซ้อนก็ยิ่งพอกพูน Jitter ในระบบ
- ระบบส่งสัญญาณ
สาย Digital และอุปกรณ์รับส่งทุกชนิดมีความเป็น R-L-C แฝงอยู่ ค่าเหล่านี้จะไปเปลี่ยนค่า \"เวลา\" ของสัญญาณที่ส่งผ่าน ซึ่งเป็นการเพิ่ม Jitter ในระบบนั่นเองครับ
- สัญญาณรบกวนจากภายนอก (Radio Freq)
RF ก็เป็นสาเหตุหนึ่งของ Jitter สัญญาณ Digital ต่างๆ ในระบบ Digital Audio จะมีช่วงความถี่ตั้งแต่ 100kHz ขึ้นไปถึง 40-50MHz คลื่นวิทยุเช่น AM สามารถที่จะเพิ่ม Jitter เข้าไปในระบบได้ ไม่เชื่อ ก็เอาชุดสุดรักไปเปิดฟังข้างสถานี AM ดูสิ
- ระบบแปลงสัญญาณ
DAC แบบ Multi-bit จะไวกับ Jitter น้อยกว่า DAC แบบ 1-bit

กลับไปยังรายบอร์ด