時(shí)間抖動(dòng)：在理想情況下，一個(gè)頻率固定的完美的脈沖信號(hào)（以1MHz為例）的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該恰好是1us，每500ns有一個(gè)跳變沿。但不幸的是，這種信號(hào)并不存在。

信號(hào)周期的長(zhǎng)度總會(huì)有一定變化，從而導(dǎo)致下一個(gè)沿的到來(lái)時(shí)間不確定。這種不確定就是抖動(dòng)。

抖動(dòng)是對(duì)信號(hào)時(shí)域變化的測(cè)量結(jié)果，它從本質(zhì)上描述了信號(hào)周期距離其理想值偏離了多少。

在絕大多數(shù)文獻(xiàn)和規(guī)范中，時(shí)間抖動(dòng)（jitter）被定義為高速串行信號(hào)邊沿到來(lái)時(shí)刻與理想時(shí)刻的偏差，所不同的是某些規(guī)范中將這種偏差中緩慢變化的成分稱(chēng)為時(shí)間游走（wander），而將變化較快的成分定義為時(shí)間抖動(dòng)（jitter）。

時(shí)間抖動(dòng)的分類(lèi)：抖動(dòng)有兩種主要類(lèi)型：確定性抖動(dòng)和隨機(jī)性抖動(dòng)。

確定性抖動(dòng):

由可識(shí)別的干擾信號(hào)造成的，這種抖動(dòng)通常幅度有限，具備特定的（而非隨機(jī)的）產(chǎn)生原因，而且不能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

相對(duì)于隨機(jī)抖動(dòng)，確定性抖動(dòng)（DJ）是可以重復(fù)和預(yù)測(cè)的時(shí)間抖動(dòng)，因此，DJ的峰峰值是有界的，而這個(gè)邊界的位置隨著測(cè)量次數(shù)的增加可以逼近真實(shí)值。DJ又可以分成幾種，每種有自己的特點(diǎn)和背后對(duì)應(yīng)的物理機(jī)制。

數(shù)據(jù)依賴(lài)型抖動(dòng)（DDJ，Data Dependent Jitter）：是和數(shù)據(jù)每一位內(nèi)容相關(guān)的抖動(dòng)。通常產(chǎn)生DDJ的原因是數(shù)據(jù)流通過(guò)帶寬明顯受限的信道時(shí)，出現(xiàn)碼間干擾（ISI）而引起的。DDJ通常具有兩個(gè)分立脈沖形式的直方圖，并且兩個(gè)峰的高度相同（根據(jù)峰所處的位置又可以分成高概率DDJ和低概率DDJ）。

占空比失真抖動(dòng)（DCD，Duty Cycle Distortion）：是當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)占空比不是50％時(shí)，由于過(guò)零點(diǎn)的位置不同所帶來(lái)的測(cè)量抖動(dòng)。其產(chǎn)生的原因有兩種，其一，信號(hào)上升沿的擺率和下降沿的擺率不同，其二，由于判決閾值偏高或偏低。DCD通常具有和DDJ類(lèi)似的兩個(gè)分立脈沖形式的直方圖，并且兩個(gè)峰的高度相同。

有界不相關(guān)抖動(dòng)（BUJ，Bounded Uncorrelated Jitter）：是一類(lèi)在時(shí)間上不與jitter測(cè)量時(shí)刻相關(guān)，分布上有具有有界峰峰值的時(shí)間抖動(dòng)的統(tǒng)稱(chēng)。其來(lái)源通常有3種：

電源噪聲。由于供電電源帶來(lái)的噪聲，可能會(huì)影響誤碼率；

串?dāng)_和外部噪聲。由于傳輸過(guò)程中可能由相鄰傳輸線或外部電磁干擾引起的噪聲；

周期性噪聲。由于各種周期性噪聲帶來(lái)的信號(hào)周期性抖動(dòng)（PJ，Period Jitter）。例如：開(kāi)關(guān)電源噪聲或測(cè)試時(shí)使用的周期信號(hào)。只有單一頻率成分的周期性抖動(dòng)（PJ）具有一個(gè)兩端為峰值中間凹陷形式的直方圖。

隨機(jī)抖動(dòng):

指由較難預(yù)測(cè)的因素導(dǎo)致的時(shí)序變化。例如，能夠影響半導(dǎo)體晶體材料遷移率的溫度因素，就可能造成載子流的隨機(jī)變化。另外，半導(dǎo)體加工工藝的變化，例如摻雜密度不均，也可能造成抖動(dòng)。

隨機(jī)抖動(dòng)是時(shí)間上的噪音，并沒(méi)有任何已知的模式。盡管在隨機(jī)過(guò)程的理論中，隨機(jī)抖動(dòng)可能有各種概率分布，但是jitter模型中通常假定為高斯正態(tài)分布。原因有兩個(gè)：

許多電路中，隨機(jī)噪聲的主要來(lái)源是熱噪聲，其具有高斯分布；

根據(jù)中心極限定律，許多獨(dú)立不相關(guān)噪聲源疊加后趨近于一個(gè)高斯分布。由于隨機(jī)抖動(dòng)滿(mǎn)足高斯分布，因此它的峰值是無(wú)界的。這是隨機(jī)抖動(dòng)區(qū)別于確定性抖動(dòng)的重要特征。

時(shí)間抖動(dòng)的描述方法：可以通過(guò)許多基本測(cè)量指標(biāo)確定抖動(dòng)的特點(diǎn)，基本的抖動(dòng)參數(shù)包括：

周期抖動(dòng)（period jitter）:測(cè)量實(shí)時(shí)波形中每個(gè)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的周期的寬度。這是最早最直接的一種測(cè)量抖動(dòng)的方式。這一指標(biāo)說(shuō)明了時(shí)鐘信號(hào)每個(gè)周期的變化。

周期間抖動(dòng)（cycle-cycle jitter）:測(cè)量任意兩個(gè)相鄰時(shí)鐘或數(shù)據(jù)的周期寬度的變動(dòng)有多大，通過(guò)對(duì)周期抖動(dòng)應(yīng)用一階差分運(yùn)算，可以得到周期間抖動(dòng)。這個(gè)指標(biāo)在分析瑣相環(huán)性質(zhì)的時(shí)候具有明顯的意義。

時(shí)間間隔誤差（timer interval error，TIE）:測(cè)量時(shí)鐘或數(shù)據(jù)的每個(gè)活動(dòng)邊沿與其理想位置有多大偏差，它使用參考時(shí)鐘或時(shí)鐘恢復(fù)提供理想的邊沿。TIE在通信系統(tǒng)中特別重要，因?yàn)樗f(shuō)明了周期抖動(dòng)在各個(gè)時(shí)期的累計(jì)效應(yīng)。

Jitter的分離：由于實(shí)際測(cè)試中，往往得到的復(fù)合時(shí)間抖動(dòng)是由以上兩種或幾種Jitter模型的組合。利用概率論的知識(shí)可以知道復(fù)合抖動(dòng)概率密度函數(shù)是組成該抖動(dòng)的各個(gè)隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)的卷積。例如，一個(gè)DCD抖動(dòng)和一個(gè)隨機(jī)抖動(dòng)的概率密度函數(shù)是將隨機(jī)的高斯分布調(diào)制到DCD的兩個(gè)尖峰上。此外，對(duì)于周期性抖動(dòng)（PJ）不光有基波成分，往往還伴隨著高次諧波。

時(shí)間抖動(dòng)的分析手段：

統(tǒng)計(jì)特性和統(tǒng)計(jì)直方圖：

由于所有包含jitter的信號(hào)中都有隨機(jī)成分的存在，因此統(tǒng)計(jì)計(jì)算被廣泛應(yīng)用在jitter性能的評(píng)估中。常用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)有平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、峰峰值等。通常采用直方圖的形式來(lái)形象的描述jitter的這些統(tǒng)計(jì)特性。

統(tǒng)計(jì)直方圖的橫坐標(biāo)是jitter的大小，縱坐標(biāo)是jitter在某一區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的頻率。當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，直方圖是對(duì)jitter大小的概率密度函數(shù)的一個(gè)很好的估計(jì)，因此在通過(guò)jitter估計(jì)系統(tǒng)誤碼率時(shí)，統(tǒng)計(jì)直方圖發(fā)揮著及其重要的作用。

Jiiter—時(shí)間曲線和Jitter的頻率譜：

由于統(tǒng)計(jì)直方圖不能顯示Jitter中存在的調(diào)制或周期性成分信息，這時(shí)可以用Jitter－時(shí)間曲線來(lái)描述Jitter隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。曲線的橫坐標(biāo)為測(cè)量Jitter的時(shí)刻，縱坐標(biāo)為Jitter的大小。這樣從圖中就可以清楚的看到Jitter隨時(shí)間變化的模式。

既然Jitter中有隨時(shí)間周期變化的成分，那么有一個(gè)很顯然的分析手段就是對(duì)Jitter－時(shí)間曲線做傅立葉變換，從而得到其頻域的特征。

眼圖：

目前為止，眼圖仍然是分析數(shù)字通信過(guò)程中的一種定性而方便的方法，它可以同時(shí)給出傳輸?shù)姆刃畔⒑蜁r(shí)間信息。將一系列波形的短段將疊加在一起，與額定邊沿位置和電壓電平對(duì)齊。一旦抖動(dòng)達(dá)到+-0.5UI，眼睛會(huì)閉上，接收機(jī)電路會(huì)出現(xiàn)誤碼。

需要注意的是在測(cè)量眼圖時(shí)使用的觸發(fā)源應(yīng)該是有高頻率穩(wěn)定度低Jitter的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源，其指標(biāo)直接影響到測(cè)量的精度。如果直接用測(cè)試信號(hào)的邊沿做觸發(fā)，需要示波器有時(shí)鐘恢復(fù)功能。?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的时间抖动（jitter）--学习笔记的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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