摘要：在数字通信系统，特别是同步系统中，随着系统时钟频率的不断提高，时间抖动成为影响通信质量的关键因素。本文介绍了时间抖动（jitter）的概念及其分析方法。    关键字：时间抖动、jitter、相位噪声、测量     一、引言     随着通信系统中的时钟速率迈入GHz级，抖动这个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字设计领域中日〗益得到人们的重︼视。在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率。不仅如此，它还会导致通信链路的误码率增大，甚至限制A/D转换器的∮动态范围。有资料表明在3GHz以上的系统中，时间抖动（jitter）会导致码间干扰（ISI），造成传输误码率上升。     在此趋势下，高◥速数字设备的设计师们也开始更多地关注时序因素。本文向数字设计师们介绍了抖动的基本概念，分析了它对◢系统性能的影响，并给出了能够将相位抖动降至最低的常用电路技术。     二、时间抖动的概念     在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的╳持续时间应该恰好是1us，每500ns有一个跳变沿。但不幸的是，这种信号并不存在。如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。这种不确定就』是抖动。     抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。在绝大多数文献和规范中，时间抖动（jitter）被定义为高速串行信号边沿到来时刻与理想时刻的偏差，所不同的是某些规范中将这种偏差中缓慢变化的成分称为时间游走（wander），而将变化较快的成分定义为时间抖动（jitter）。 图1 时间抖动示意图     1．时间抖动的分类     抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。     确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖▽动通常幅度有限，具备特定的（而非随▲机的）产生原因，而且不能↘进行统计分析。     随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。另外，半导体『加工工艺的变化，例如掺∑杂密度不均，也可能造成抖动。     2．时间抖动的描述方法     可以通过许多基本测量指标确定抖动的特点，基本的抖动参数包括：     1)周期抖动（period jitter）     测量实时波形中每个时钟和数据的周期的宽度△。这是最早最直接的一种测量抖动的方式。这一指标说明了时钟信号每个周期的变化。     2)周期间抖动←（cycle-cycle jitter）     测量任意两个相邻时钟或数据的周期宽度的变动有多大，通过对周期抖动应用一阶差分运算，可以得到周期间抖动。这个指标在分析琐相环性质的时候具有明显的意↑义。     3)时间间隔误差（timer interval error，TIE）     测量时钟或数据的每个活动边沿与其理想位置有多大偏差，它使用参考时钟或时钟恢复提供理想的边沿。TIE在通信系统中特别重要，因为他说明了周期ㄨ抖动在各个时期的累计效应。     3．时间抖动的频域表示——相位噪声     相位噪声是对信号时∞序变化的另一种测量方式，其时间抖动（jitter）在频率域中的显示。图2用一个振荡器信号来解释相位噪声。     如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该◥频率偏离中心频率的差值。     相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。 图2 相位噪声示意图     三、时间抖动的分析手↘段     1．统计特性和统计直方图     由于所有包含jitter的信号中都有随机成分的存在，因此统计计算被广泛应用在jitter性能的评估中。常用的统计参数有√平均值、标准差、最大值、最小值、峰峰值等。通常采用直方图的形式来形象的描述jitter的这些统计特性。     统计直方图的横坐标是jitter的大小，纵坐标是jitter在某一区间内出现的频率。当测量次数足够多时，直方图是对jitter大小的概率密度函数的一个很好的估计，因此在通过jitter估计系统★误码率时，统计直方图发挥着及其重要的作用。 图3 随机抖动的统计直方图 图4 周期抖动的统计直方图     需要ξ注意的是直方图中不包含每个jitter点发生的先后顺序，因此不能用来显示jitter中存在的周期性信息。     2．Jiiter—时间曲线和Jitter的频率谱     由于统计直方图不能显示Jitter中存在的调制或周期性成分信息，这时可以用Jitter－时间曲线来描述Jitter随ζ　时间变化的趋势。曲线的横坐标为测量Jitter的时刻，纵坐标为Jitter的大小。这样从图中就可以清楚的看到Jitter随时间变化的 点击进入北京海洋兴业科技股份有限公司展台查看更多 我要投稿 版权与免责声明： ① 凡本网注明"来源：教育装备采购网"的所有作品，版权均属于教育装备采购网，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：教育装备采购网"。违者本网将追究相关法律责任。 ② 本网凡注明"来源：XXX（非本网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此「类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。 ③ 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为▆放弃相关权利。 最新装备 更多 医用放射质控模体 生产安全科普机器人应急安全教育... 便携式野外鱼类电麻醉系统 西唐生物血管内皮抑素(Endostati... MapleSim|多领域系统仿真软件 经纬恒润与行歌科技达成战略合作... 室外科技馆室外科普馆建设方案 亚欧砂布砂纸耐磨试验机消磨检测... 翻斗雨量计、雨量传感器、自动雨... 金属材料电阻率测试仪 采购分析 更多 2022年10月学校广播采购规模继续... 2022年10月学校软件系统采购河北... 2022年10月学校虚拟仿真采购陕西、福建... 2022年10月学校家具采购规模大幅缩减福... 2022年10月学校基础设施采购山东落地项... 2022年10月校园网络设备络设备采购山东... 2022年10月学校监控采购开始回落基础教... 2022年10月学校实训采购出现回落山东采... 最新求购 更多 平衡训练测试系统11-14 人血清标本检测11-11 口腔齿科牙科成人口腔病理模型11-11 RFID实验箱11-11 4K非编系统及软件11-11 感官软件分析系统11-11 方案案例 更多 汉龙公司中标福建省图书馆缩微专... 小学教育专业实验（实训）室建设 学校各种实训室建设方案介绍 【福昕PDF专栏】如何同时打开并阅... 最新入驻 更多 云南华尔贝光电技术有限公司 北京华科盛精细化工产品贸易有限公司 北京杰斯曼科技有限公司 北京亿乎动能运动科技有限公司 北京英特信网络科技有限公司 北京信而泰科技股份有限公司 政府采购 更多 [其他]教学专用仪器软件设备采购更正公... [中标]网络直播教学技术服务项目中标（... [中标]装修项目成交公告 [中标]餐饮客房实训教学仪器设备采购成... [招标]教育教学设备招标公告 [招标]高性能计算平台采购项目的采购公... [招标]新一代人工智能核心技术和交叉应... [招标]中红外超窄线宽可调谐激光系统采... [招标]400M核磁共振波谱采购国际公开招... [其他]改革发展追加资金（直达资金）项...