理论

通常，一个时钟同步电路包括：一个用于外部同步的模拟PLL（Phase Locked Loop）以及几个用于内部同步的石英振荡器。SteadyClock只需要一个石英，使用一个与数字音频不同的频率，这样可以有效地避免干扰。最新的电路设计得就像高速数字合成器，可以在200MHz工作，是一个完整的数字PLL设计，高效的模拟滤波器使得RME可以以最低成本实现一个完整的最新时钟技术。这个时钟的性能远远超出了专业的期望。SteadyClock与其他技术相比反应速度也十分快。它将每一秒的输入信号锁定，接着是精确相位的极端varipitch变化，直接将28kHz-200kHz范围锁定。

与其他技术相比，SteadyClock最重要的优点就是它的单级设计。通常PLL是由作为宽时钟锁定电路的第一级反应和作为窄时钟锁定电路的第二级动作构成。只有窄电路提供抖动抑制，所以锁定需要一些时间。在varipitch应用中，第二级根本就不会被激活，因此基本没有抖动抑制。而SteadyClock可以直接锁定，并且提供相当优秀的抖动抑制功能。

测量

SteadyClock最初的目的是从严重抖动的MADI数据信号中获取稳定且干净的时钟，由于格式决定了时间分辨率为125MHz，使得嵌入式的MADI时钟具有80ns的抖动。其他设备通常的抖动值是5ns，而很好的时钟将小于2ns。

图中显示了具有80 ns抖动的MADI输入信号（上端，黄色线条）。由于使用了SteadyClock技术，这个信号被变成了抖动小于2ns的信号（下端，蓝色线条）。

使用像AES、SPDIF、字时钟或ADAT的其他输入信号源，可能永远不会有这么高的抖动值。SteadyClock技术保证了所有输入信号都具有出色的表现。

右侧图中显示了具有极高抖动（大约50ns）的字时钟信号（上端，黄色线条）。SteadyClock再次出色地将抖动减小到小于2ns（下端，蓝色线条）。

实际运作

下面的例子展示了SteadyClock在实际运作中的抖动抑制效果。HDSP 9632的ADAT输入使用了先进的Bitclock PLL。但是这个PLL不能在音频范围内提供抖动抑制。因此从ADAT信号中提取的时钟质量取决于特定的ADAT信号源。

但是在HDSP 9632、ADI-648或HDSP MADI中，SteadyClock将在提取后对ADAT时钟信号进行处理。

图中显示了HDSP 9632直接来自SteadyClock内部主时钟的字时钟输出。

这种情况下，音频卡被设置成AutoSync，以非常低的抖动（低于1ns）接收ADAT信号。在BitClock PLL和SteadyClock之后的剩余抖动很难被检测到，大约只有700ps(0.7ns)。

这张图显示了相同情况下具有40ns抖动的ADAT信号。输入抖动几乎被完全移除，HDSP 9632的输出抖动仍然为700ps（0,7ns）。

SteadyClock处理后的信号可以在内部用于AD/DA转换器、数字输出的时钟。另外，它也可直接用于字时钟输出。

音频分析仪2的测量

我们使用音频测试系统——音频分析仪2对SteadyClock进行了测试。将音频分析仪连接到ADI-4DD，使得它可以只测量AES输入和输出的抖动。在ADI-648、ADI2、HDSP MADI、HDSP 9632和Fireface 800中均有SteadyClock。测量结果对于以上几种设备都适用。

分析仪产生一个AES信号，分别对10 ns、20 ns、50 ns 和100 ns抖动进行调制。抖动频率不固定，但在20Hz-100kHz中划分了401个频点，在这些频率点中变化。这样就得到了相对于不同抖动频率的剩余抖动图，即相对于不同抖动频率的抖动衰减量。

经过回路自我测试，我们发现测试仪只能在50Hz-50kHz范围内精确测量，所以我们将测试结果限制在这个频率范围内。

该图显示了即使在预期的滤波范围之外，SteadyClock都能够高效地减少抖动。被50Hz调制的100ns输入抖动下降到了14ns，100Hz时只有7.5ns。在500Hz是剩余抖动已经小于2ns。再看看实际运转时的10ns输入抖动，输出抖动几乎总是保持小于1ns！ 我们宣布的2.4kHz的抖动衰减为30dB，事实上它甚至已经“超过了40dB”！

测量说明了SteadyClock不仅可以和其他抖动衰减技术相媲美，并且事实上能够在许多方面（例如效率、速度、操作简单和低价）轻松超越它们。

总结

RME的SteadyClock技术保证了所有输入信号都具有出色的表现。它具有高效的抖动抑制功能，可以帮助RME的设备（ADI-648、HDSP 9632、HDSP MADI、ADI-2、ADI-4 DD和Fireface 800）修复、清洁所有的输入信号，并且可以将参考时钟通过字时钟接口输出。与此同时，由于模拟信号转换也完全从参考时钟质量中独立出来，所以信号模数转换的质量也可以得到保证。净化并且毫无抖动的时钟信号可以被任何设备用作参考时钟，这样，外部（输入）时钟的质量就无足轻重了。

Copyright © Matthias Carstens.

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