時間抖動：在理想情況下，一個頻率固定的完美的脈沖信號（以1MHz為例）的持續時間應該恰好是1us，每500ns有一個跳變沿。但不幸的是，這種信號并不存在。

信號周期的長度總會有一定變化，從而導致下一個沿的到來時間不確定。這種不確定就是抖動。

抖動是對信號時域變化的測量結果，它從本質上描述了信號周期距離其理想值偏離了多少。

在絕大多數文獻和規范中，時間抖動（jitter）被定義為高速串行信號邊沿到來時刻與理想時刻的偏差，所不同的是某些規范中將這種偏差中緩慢變化的成分稱為時間游走（wander），而將變化較快的成分定義為時間抖動（jitter）。

時間抖動的分類：抖動有兩種主要類型：確定性抖動和隨機性抖動。

確定性抖動:

由可識別的干擾信號造成的，這種抖動通常幅度有限，具備特定的（而非隨機的）產生原因，而且不能進行統計分析。

相對于隨機抖動，確定性抖動（DJ）是可以重復和預測的時間抖動，因此，DJ的峰峰值是有界的，而這個邊界的位置隨著測量次數的增加可以逼近真實值。DJ又可以分成幾種，每種有自己的特點和背后對應的物理機制。

數據依賴型抖動（DDJ，Data Dependent Jitter）：是和數據每一位內容相關的抖動。通常產生DDJ的原因是數據流通過帶寬明顯受限的信道時，出現碼間干擾（ISI）而引起的。DDJ通常具有兩個分立脈沖形式的直方圖，并且兩個峰的高度相同（根據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（DCD，Duty Cycle Distortion）：是當時鐘信號占空比不是50％時，由于過零點的位置不同所帶來的測量抖動。其產生的原因有兩種，其一，信號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類似的兩個分立脈沖形式的直方圖，并且兩個峰的高度相同。

有界不相關抖動（BUJ，Bounded Uncorrelated Jitter）：是一類在時間上不與jitter測量時刻相關，分布上有具有有界峰峰值的時間抖動的統稱。其來源通常有3種：

電源噪聲。由于供電電源帶來的噪聲，可能會影響誤碼率；

串擾和外部噪聲。由于傳輸過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的信號周期性抖動（PJ，Period Jitter）。例如：開關電源噪聲或測試時使用的周期信號。只有單一頻率成分的周期性抖動（PJ）具有一個兩端為峰值中間凹陷形式的直方圖。

隨機抖動:

指由較難預測的因素導致的時序變化。例如，能夠影響半導體晶體材料遷移率的溫度因素，就可能造成載子流的隨機變化。另外，半導體加工工藝的變化，例如摻雜密度不均，也可能造成抖動。

隨機抖動是時間上的噪音，并沒有任何已知的模式。盡管在隨機過程的理論中，隨機抖動可能有各種概率分布，但是jitter模型中通常假定為高斯正態分布。原因有兩個：

許多電路中，隨機噪聲的主要來源是熱噪聲，其具有高斯分布；

根據中心極限定律，許多獨立不相關噪聲源疊加后趨近于一個高斯分布。由于隨機抖動滿足高斯分布，因此它的峰值是無界的。這是隨機抖動區別于確定性抖動的重要特征。

時間抖動的描述方法：可以通過許多基本測量指標確定抖動的特點，基本的抖動參數包括：

周期抖動（period jitter）:測量實時波形中每個時鐘和數據的周期的寬度。這是最早最直接的一種測量抖動的方式。這一指標說明了時鐘信號每個周期的變化。

周期間抖動（cycle-cycle jitter）:測量任意兩個相鄰時鐘或數據的周期寬度的變動有多大，通過對周期抖動應用一階差分運算，可以得到周期間抖動。這個指標在分析瑣相環性質的時候具有明顯的意義。

時間間隔誤差（timer interval error，TIE）:測量時鐘或數據的每個活動邊沿與其理想位置有多大偏差，它使用參考時鐘或時鐘恢復提供理想的邊沿。TIE在通信系統中特別重要，因為他說明了周期抖動在各個時期的累計效應。

Jitter的分離：由于實際測試中，往往得到的復合時間抖動是由以上兩種或幾種Jitter模型的組合。利用概率論的知識可以知道復合抖動概率密度函數是組成該抖動的各個隨機變量的概率密度函數的卷積。例如，一個DCD抖動和一個隨機抖動的概率密度函數是將隨機的高斯分布調制到DCD的兩個尖峰上。此外，對于周期性抖動（PJ）不光有基波成分，往往還伴隨著高次諧波。

時間抖動的分析手段：

統計特性和統計直方圖：

由于所有包含jitter的信號中都有隨機成分的存在，因此統計計算被廣泛應用在jitter性能的評估中。常用的統計參數有平均值、標準差、最大值、最小值、峰峰值等。通常采用直方圖的形式來形象的描述jitter的這些統計特性。

統計直方圖的橫坐標是jitter的大小，縱坐標是jitter在某一區間內出現的頻率。當測量次數足夠多時，直方圖是對jitter大小的概率密度函數的一個很好的估計，因此在通過jitter估計系統誤碼率時，統計直方圖發揮著及其重要的作用。

Jiiter—時間曲線和Jitter的頻率譜：

由于統計直方圖不能顯示Jitter中存在的調制或周期性成分信息，這時可以用Jitter－時間曲線來描述Jitter隨時間變化的趨勢。曲線的橫坐標為測量Jitter的時刻，縱坐標為Jitter的大小。這樣從圖中就可以清楚的看到Jitter隨時間變化的模式。

既然Jitter中有隨時間周期變化的成分，那么有一個很顯然的分析手段就是對Jitter－時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，眼圖仍然是分析數字通信過程中的一種定性而方便的方法，它可以同時給出傳輸的幅度信息和時間信息。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齊。一旦抖動達到+-0.5UI，眼睛會閉上，接收機電路會出現誤碼。

需要注意的是在測量眼圖時使用的觸發源應該是有高頻率穩定度低Jitter的標準時鐘源，其指標直接影響到測量的精度。如果直接用測試信號的邊沿做觸發，需要示波器有時鐘恢復功能。?

總結

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

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