什么是抖動(dòng)？

“抖動(dòng)可以定義為數(shù)字信號(hào)在有效時(shí)點(diǎn)上偏離理想時(shí)間位置的短期變化。”周期信號(hào)的隨機(jī)變化特性，在時(shí)域看是抖動(dòng)，在頻域看是相位噪聲。抖動(dòng)包括周期抖動(dòng)、周期間抖動(dòng)、時(shí)間間隔誤差 (TIE)等。

01隨機(jī)性抖動(dòng)

隨機(jī)性抖動(dòng)是不能預(yù)測(cè)的定時(shí)噪聲，因?yàn)樗鼪]有可以識(shí)別的模式。典型的隨機(jī)性抖動(dòng)實(shí)例是在無(wú)線電接收機(jī)調(diào)諧到?jīng)]有活動(dòng)的載頻時(shí)聽到的聲音。盡管在理論上隨機(jī)過(guò)程具有任意概率分布，但我們假設(shè)隨機(jī)性抖動(dòng)呈現(xiàn)高斯分布，以建立抖動(dòng)模型。這種假設(shè)的原因之一是，在許多電路中，隨機(jī)噪聲的主要來(lái)源是熱噪聲 ( 也稱為 Johnson 噪聲或散粒噪聲 )，而熱噪聲呈現(xiàn)高斯分布。另一個(gè)比較基礎(chǔ)的原因是，根據(jù)中心極限定理，不管各個(gè)噪聲源采用什么分布，許多不相關(guān)的噪聲源的合成效應(yīng)該接近高斯分布。

02確定性抖動(dòng)&周期性抖動(dòng)

• 確定性抖動(dòng)

確定性抖動(dòng)是可以復(fù)現(xiàn)、可以預(yù)測(cè)的定時(shí)抖動(dòng)。正因如此，這個(gè)抖動(dòng)的峰峰值具有上下限，在數(shù)量相對(duì)較少的觀察基礎(chǔ)上，通?？梢砸愿咧眯哦扔^察或預(yù)測(cè)其邊界。

• 周期性抖動(dòng)

由于任何周期波形都可以分解成傅立葉順序的諧一般來(lái)說(shuō)，周期性抖動(dòng)與數(shù)據(jù)流中任何定期重復(fù)的模式無(wú)關(guān)。波相關(guān)正弦曲線，這類抖動(dòng)有時(shí)稱為正弦曲線抖動(dòng)。周期性抖動(dòng)一般是由耦合到系統(tǒng)中的外部確定噪聲源引起的，如開關(guān)電源噪聲或強(qiáng)局部 RF 載波。時(shí)鐘恢復(fù)PLL 不穩(wěn)定也可能會(huì)導(dǎo)致周期性抖動(dòng)。

03數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)&占空比相關(guān)抖動(dòng)

• 數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)

與數(shù)據(jù)流中的位序列相關(guān)的任何抖動(dòng)都稱為數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)或DDJ。DDJ通常是由電纜或設(shè)備的頻響引起的。

• 占空比相關(guān)抖動(dòng)

可以根據(jù)相關(guān)邊沿是上升沿還是下降沿預(yù)測(cè)的抖動(dòng)稱為占空比抖動(dòng) (DCD)，導(dǎo)致 DCD 的常見原因有兩個(gè)：

1..上升沿的轉(zhuǎn)換速率與下降沿的轉(zhuǎn)換速率不同。

2..波形的判定閾值高于或低于應(yīng)該值。

04有界不相關(guān)抖動(dòng)&子速率抖動(dòng)

• 有界不相關(guān)抖動(dòng)（BUJ）

高速互連的相鄰?fù)ǖ乐g的串?dāng)_，如 4.x.10GbE，明顯影響著串行鏈路的性能。此外，存在串?dāng)_會(huì)損害傳統(tǒng)電流抖動(dòng)分離方法的精度，由于過(guò)量計(jì)算隨機(jī)抖動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致高速鏈路器件的設(shè)計(jì)裕量下降。

• 子速率抖動(dòng)（SRJ）

由于附近的邏輯處理，確定性抖動(dòng)通常會(huì)感應(yīng)到系統(tǒng)中。這類交互會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng)，抖動(dòng)可能是同步的，也可能是異步的，屬于 BUJ 類別 (“不相關(guān)”是指抖動(dòng)與數(shù)據(jù)碼型不相關(guān) )。時(shí)鐘同步抖動(dòng)是這類抖動(dòng)的典型特例。信號(hào)處理技術(shù)，如復(fù)用 / 解復(fù)用、通道編碼、碼組格式化和低速并行處理，都有可能會(huì)以時(shí)鐘邊界的整數(shù)倍位移邊沿。

周期間抖動(dòng)用來(lái)衡量信號(hào)在相鄰周期之間的周期變化。TIE 抖動(dòng)用來(lái)衡量相對(duì)于已知時(shí)鐘或恢復(fù)時(shí)鐘的定時(shí)誤差。抖動(dòng)會(huì)劣化系統(tǒng)性能，如果您沒有時(shí)間捕捉抖動(dòng)，那么抖動(dòng)就會(huì)影響調(diào)試工作?，F(xiàn)在，任何高速設(shè)計(jì)都必須處理抖動(dòng)，許多串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)也要求進(jìn)行全面抖動(dòng)測(cè)試。

許多串行總線中必須在沒有硬件時(shí)鐘的情況下進(jìn)行TIE測(cè)量,可以使用軟件恢復(fù)時(shí)鐘時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)有兩種:一種方法是線性最小均方擬合，使用可用的數(shù)據(jù)構(gòu)建時(shí)鐘。時(shí)鐘頻率設(shè)成數(shù)據(jù)的平均頻率，調(diào)節(jié)時(shí)鐘的相位，以使 TIE達(dá)到最小;還有一種方法是鎖相環(huán)(如標(biāo)準(zhǔn)PLL，俗稱“黃金 PLL”，意思是高標(biāo)準(zhǔn)的)，與上面的方法一樣，使用標(biāo)準(zhǔn) PLI構(gòu)建時(shí)鐘。