Jitter知识

Charles Altmann

Chapter 1：什么是jitter

1) 什么是jitter

所谓jitter就是一种抖动。具体如何解释呢？让我们来看一个例子。假如你有个女友，你希望她每天晚上下班之后7点来找你，而有的时候她6:30到，有的时候是7:23，有的时候也许是下一天。这种时间上的不稳定就是jitter。如果你多观察这种时间上的不规律性，你会对jitter有更深一些的理解。

在你观察的这段期间内，女友最早和最晚到来的时间被称为“jitter全振幅”(peak to peak jitter amplitude)。“jitter半振幅”(jitter-amplitude)就是你女友实际来的时间和7点之间的差值。女友来的时间有早有晚，jitter半振幅也有正有负。

通过计算，你可以找出jitter半振幅的平均值，如果你能够计算出你女友最有可能在哪个时间来，你就可以发现女友来的时间是完全无规律的(随机jitter radeom jitter)还是和某些特定事情有关系(关联jitter correlated jitter)。所谓关联jitter就是比如你知道你的女友周四要晚来，因为她要去看她的妈妈。如果你能彻底明白这点，你就已经是一个correlated jitter的专家了。

2) 什么是时基抖动(Clock jitter)

在数字音频中，我们要直接和数字信号的发送与传输打交道。声音以二进制编码被储存在光盘或者DAT卡带中，在回放音乐的时候，这些010101的信号被送进DA转换器(Digital-Analog converter)并被还原为模拟波形信号；在录制数字音频的时候，一个参考时钟信号会和音频信息一起被送进AD转换器(Analog-Digital converter)，转换器把模拟信号转换为0101的数字信号并且记录下来。

数字信号总是和一个参考时钟信号一起传送并且记录，一些数字音频传输格式如S/PDIF和AES/EBU，它们在一个信号中同时传送数据和时钟。数字音频的时钟信号是一种方波(square-wave)，并且在频率以及振幅上被进行了修正，而且它的占空比要达到50%。信号的改变(方波波形的高低变化即电平的高低)记录着时钟信息。

如果信号传输所用的时间不相等，那么就产生了时基抖动，实际上，世界上是没有任何一个不存在时基抖动的电路(就好像你的女友不可能总是以1/1000秒的精确时间到达)。

Joe Adler是这样定义时基抖动的：“对于数字信号在时间上正确位置有重大影响的短时间的改变。”("Short-term variations of the significant instants of a digital signal from their ideal positions in time")。

3) 什么产生了jitter

需要精确的东西都是越精确越难以做到。数字音频需要非常非常高的时钟精确度，因为我们的耳朵对于声音的质量似乎异常敏感。因此，为了得到最精确的结果，我们需要非常精确的测量仪器。通常，数字音频设备的时钟都是由非常精密的晶体振荡器产生的。

正如Mike Story说的：“基于晶振(晶体振荡器以及压控晶体振荡器产生的)产生的时钟具有非常的低的jitter，但是jitter仍然存在。”("Crystal based clocks (XCO′s, VCXO′s) generally have the lowest jitter but they still have some." )“在设备中还有其他产生远比压控晶体振荡器产生更多jitter的jitter源。”("There are other sources of jitter inside equipment that may contribute substantially more than the VCXO.")这里所说的其他jitter源主要是电源供电部分产生的电压波动，这些波动对于DA转换器是很致命的，它会导致转换点在逻辑上发生时间变化(causing variations in logic level switch points)。

4) CD player里面到底发生了什么

如果电源噪音(电压波动)导致切换点逻辑上的时间抖动，那么播放器(CD，MD，DVD，DSD，DAT)里面到底发生了什么？

一个简单的CD播放器里面有多个马达，驱动电路以及控制电路。为了能够正常读取盘片，机器要做以下工作：首先，主轴马达驱动CD盘片转动并达到预定速度，控制光头位置的定位马达驱动光头定位到