從本質(zhì)上講，抖動是將信號的實際邊緣與您希望它所在的位置進行對比。如果信號的邊緣太遠，它會導致系統(tǒng)出錯?！翱傮w抖動”可以分解成多個分量，每個由不同的原因造成，代表設計中的不同問題。在高速系統(tǒng)的設計和調(diào)試中，必不可少地要了解不同的抖動分量和關鍵的分析技巧（解釋眼圖）。抖動屬隨機噪聲。對于大多數(shù)可重復和一致性的測量，要使用有效值，而不是峰峰值的統(tǒng)計測量。用峰峰值和有效值的關系評估抖動分布特性。

抖動的定義 - 信號的某特定時刻相對于其理想時間位置上的短期偏離為抖動。

簡單來說，抖動是指相對于其應當發(fā)生跳變的時間，信號實際跳變時有多長時間的提前或延遲。對于數(shù)字信號而言，這個有效瞬時就是信號的跳變點（或交叉點）。這取決于時間參考是來自于采樣數(shù)據(jù)，還是由外部提供。如果抖動發(fā)生在采樣點跳變閾值的“錯誤位置”，并且導致接收電路“錯解”了該比特位發(fā)射時的真實情況，那么就會出現(xiàn)傳輸誤差。

圖 1 就是對這種情形的描述。

圖 1. 抖動會導致接收機錯誤地解讀被傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)。

工程師如能了解抖動的類型及成因，熟悉器件特性和各類抖動測試優(yōu)勢，便可輕松地確認抖動的根源，從而有效地消除抖動對電路和產(chǎn)品的影響。

圖 2 抖動是在邊沿上發(fā)生的噪聲和相位變化

抖動是在邊沿上發(fā)生的噪聲和相位變化，它們會導致信號時序錯誤。舉個簡單的例子，圖2中的橙色跡線是一個基本的數(shù)據(jù)信號。為了分析串行數(shù)據(jù)應用中使用的嵌入式器件，要從輸入的數(shù)據(jù)流中提取出參考時鐘，并與接收機的輸入信號結(jié)合使用來重建數(shù)據(jù)。參考時鐘在時鐘恢復電路中產(chǎn)生，它使接收機可以在本質(zhì)上“查看”理想間隔的時間點。它可以看到信道在每個點上的電壓。根據(jù)從這個過程中解釋出來的內(nèi)容，它可以重建數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流最終應與發(fā)射機發(fā)送的數(shù)據(jù)流完全一致。

但是，如果信號中出現(xiàn)了大量抖動，就會出現(xiàn)問題。如果接收信號中的很多比特位含有大量抖動，那么它們將無法正確地與參考時鐘同步。這意味著接收機最終可能在每個時鐘周期中收到錯誤的比特，因此會錯誤地解碼數(shù)據(jù)。

圖2中綠色跡線上的紅色“x”游標表示信號有抖動時發(fā)生的時序誤差。請注意，在某些情況下，上升沿或下降邊會出現(xiàn)得太快或太晚。這可以在使用余輝顯示模式的示波器上看到（見圖 3）。如果上升沿出現(xiàn)得太晚，那么接收機會錯誤解釋該比特。邊沿交叉點實際發(fā)生的時間與理想情況下應發(fā)生的時間之差稱為時間間隔誤差（TIE）。

邊沿交叉點實際發(fā)生的時間與理想情況下應發(fā)生的時間之差稱為時間間隔誤差（TIE）。

圖 3. 使用余輝顯示模式顯示信號，您會看到時序上出現(xiàn)微小誤差（稱為 TIE）。

為什么要關注抖動？- 抖動影響了數(shù)字系統(tǒng)的性能和可靠性

在同步系統(tǒng)如 SDH, 傳輸時鐘抖動影響子系統(tǒng)的同步, 過大的抖動直接造成誤碼, 或減低了信號的消光比 ER (等同電信號的信噪比 SNR)。所以 ITU-T, Bellcore, ANSI 都制定模板Mask來檢定眼圖是否擁有過大的抖動，以及測量傳輸時鐘抖動漂移。

傳統(tǒng)的并行式數(shù)據(jù)通信，即多通道數(shù)據(jù)與時鐘分別傳送，往往因為PCB阻抗不匹配，傳輸路徑不一致而產(chǎn)生建立與保持時間違反。當速度增加的時候，準確控制傳輸時延顯得異常的困難，今天新穎的數(shù)據(jù)通信都已經(jīng)是串行了， 不單只使用一對差分線來傳送數(shù)據(jù)，以減低信號EMI的干擾，更往往將時鐘嵌入在數(shù)據(jù)中， 而接收端則使用 CDR 從數(shù)據(jù)中恢復時鐘出來。 所以，若數(shù)據(jù)的抖動過大，頻率過高，接收端的 CDR 將無法恢復時鐘而導致誤碼。 所以需要控制系統(tǒng)的時鐘與輸出的數(shù)據(jù)抖動。

抖動直接減小了邏輯數(shù)字系統(tǒng)的建立保持時間的余量， 嚴重的影響邏輯運作。

正如我們之前提到的，如果您的信號未與參考時鐘同步并且抖動超出了容限值，接收機最終將錯誤地解釋該比特。舉一個簡單的例子，請參見圖4中的情況。發(fā)送的數(shù)據(jù)是二進制的 100。但是，在接收到的波形中存在一些抖動，這導致第二個比特在接收機中顯示為 1，而實際上發(fā)送的比特為 0。因此，接收機解碼得到的結(jié)果為 110。

圖 4. 接收機錯誤地解釋了含有抖動的發(fā)送脈沖

無論您的設計有多好，接收到的信號中總會有一定數(shù)量的比特出錯。錯誤比特的數(shù)量與發(fā)送比特的總數(shù)之比稱為比特誤碼率（BER）。顯然您希望這個數(shù)字盡可能低，而且一定要低于特定標準規(guī)定的目標；例如，USB 3.0 規(guī)定的比特誤碼率為 1E-12。要限制 BER，您必須了解導致這些誤碼的各種抖動。