【導(dǎo)讀】信號(hào)與時(shí)序的變化會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)與理想信號(hào)略有不同，這被稱為抖動(dòng)。抖動(dòng)不會(huì)引起信號(hào)幅度的變化。由于抖動(dòng)引起的變化在于信號(hào)相位，寬度和周期。這是一個(gè)有害因素，可能導(dǎo)致串行鏈路的誤碼率增加。由于設(shè)計(jì)的簡化和高性能的優(yōu)勢(shì)，高性能設(shè)計(jì)中使用了高速串行總線。使用串行數(shù)據(jù)連接將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)中的一個(gè)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)。時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路用于將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)從發(fā)送方準(zhǔn)確地發(fā)送到接收方。
在接收側(cè)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確解釋主要取決于具有時(shí)鐘沿的準(zhǔn)確信息。許多因素都會(huì)影響時(shí)鐘（時(shí)序信號(hào)），其中包括電磁干擾，振動(dòng)和溫度等。由于發(fā)送和接收設(shè)備可以位于任何地方，因此在不同位置可能存在不同的因素，這些因素會(huì)影響時(shí)鐘信號(hào)并引入抖動(dòng)。如果時(shí)鐘信號(hào)中存在抖動(dòng)，則錯(cuò)誤的接收數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)會(huì)增加。這可能導(dǎo)致接收到損壞的數(shù)據(jù)文件，低質(zhì)量的音頻或視頻文件或其他數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，從而使接收到的信息無用。
每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的抖動(dòng)容限。但是，一納秒的抖動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致位分辨率降低。理想情況下，模數(shù)轉(zhuǎn)換期間兩個(gè)采樣之間的時(shí)間應(yīng)該相同，但是如果存在抖動(dòng)，則兩個(gè)采樣之間的時(shí)間會(huì)有所不同。抖動(dòng)有不同的類型，抖動(dòng)對(duì)信號(hào)的影響取決于抖動(dòng)的類型。
抖動(dòng)類型
隨機(jī)抖動(dòng)是不確定的，并且可以采用任何形式，這就是為什么它也被稱為高斯抖動(dòng)。它可能是由隨機(jī)源以隨機(jī)間隔引起的，因此使其具有不可預(yù)測(cè)的抖動(dòng)。隨機(jī)抖動(dòng)的主要來源是電氣組件的熱干擾。短暫的干擾和閃爍也會(huì)導(dǎo)致隨機(jī)抖動(dòng)。
設(shè)備抖動(dòng)的原因
小型，緊湊的設(shè)備（所有組件都集成在單個(gè)芯片上）的高速性能需求會(huì)由于模擬干擾而影響信號(hào)完整性。PCB走線，導(dǎo)體，過孔和附近的組件都會(huì)影響信號(hào)的完整性并產(chǎn)生抖動(dòng)。在高性能，大規(guī)模集成電子產(chǎn)品中，抖動(dòng)是主要的設(shè)計(jì)考慮因素之一。抖動(dòng)主要是由互連產(chǎn)生的。
?絕對(duì)抖動(dòng)將時(shí)鐘信號(hào)更改為與預(yù)期信號(hào)不同的位置，可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量。
?周期抖動(dòng)是時(shí)鐘信號(hào)單個(gè)周期的變化。可以借助示波器進(jìn)行測(cè)量。
?逐周期抖動(dòng)是時(shí)鐘信號(hào)在兩個(gè)相鄰周期中的變化，也可以在示波器的幫助下進(jìn)行測(cè)量。
如何測(cè)量和減少抖動(dòng)
主要測(cè)量儀器是示波器，用作測(cè)試被檢設(shè)備的參考設(shè)備。周期抖動(dòng)是通過隨機(jī)計(jì)算一個(gè)周期的時(shí)鐘持續(xù)時(shí)間（最小為1,000倍）來測(cè)量的。之后，使用記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算峰峰值，平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。使用相同的過程計(jì)算相鄰周期的抖動(dòng)。通過隨機(jī)計(jì)算兩個(gè)周期的時(shí)鐘持續(xù)時(shí)間（最小為1,000倍）來進(jìn)行測(cè)量。唯一的區(qū)別是，在周期抖動(dòng)中，一個(gè)周期用于制作1000個(gè)樣本，而在周期抖動(dòng)中，兩個(gè)周期用于制作樣本，然后計(jì)算兩個(gè)值之間的差。然后，使用記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。
通過使用抗抖動(dòng)電路可以降低信號(hào)中的抖動(dòng)水平。許多數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）和模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）系統(tǒng)使用這些電路進(jìn)行時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)。他們工作的一般原則是，他們傾向于使輸出脈沖接近理想曲線。這些電路只能使抖動(dòng)因子最小，并且不可能消除它。鎖相環(huán)就是該電路的一個(gè)例子。
抖動(dòng)的影響
時(shí)鐘信號(hào)在嵌入式系統(tǒng)中很重要。抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致這些信號(hào)延遲，從而嚴(yán)重破壞系統(tǒng)性能。需要同步的嵌入式應(yīng)用程序很敏感，并且高抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障。
基于傳輸控制協(xié)議（TCP）的應(yīng)用程序最敏感并且受到嚴(yán)重影響。高抖動(dòng)可能導(dǎo)致基于TCP的應(yīng)用程序無法正常工作。這些應(yīng)用程序仍然可以工作，但抖動(dòng)會(huì)損害性能。
在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，抖動(dòng)是不可接受的。例如，視頻會(huì)議或互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音（VoIP）中的高抖動(dòng)將失效，因?yàn)闊o法進(jìn)行雙向通信。100 mS或更高的抖動(dòng)可能會(huì)使這些應(yīng)用失敗。
抖動(dòng)通常是一個(gè)有害因素，會(huì)降低系統(tǒng)性能。但是，有一個(gè)與此相關(guān)的應(yīng)用程序：自生抖動(dòng)被饋送到電子設(shè)備以分析其性能。該測(cè)試可以幫助確定設(shè)備或系統(tǒng)在不影響性能的情況下可以承受的最小可容忍抖動(dòng)。
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