時鐘抖動是相對于理想時鐘沿實際時鐘存在不隨時間積累的、時而超前、時而滯后的偏移稱為時鐘抖動,簡稱抖動，可以用抖動頻率和抖動幅度對時鐘抖動進行定量描述。通常希望一個周期性波形(特別是時鐘)跨過特定門限的時間非常精確，與該理想值的偏差稱為抖動.

時鐘的抖動可以分為隨機抖動（random jitter，簡稱rj）和固有抖動（deterministic jitter），隨機抖動的來源為熱噪聲、shot noise和flick noise，與電子器件和半導體器件的電子和空穴特性有關(guān)，比如ecl工藝的pll比ttl和cmos工藝的pll有更小的隨機抖動；

固定抖動的來源為：開關(guān)電源噪聲、串擾、電磁干擾等等，與電路的設(shè)計有關(guān)，可以通過優(yōu)化設(shè)計來改善，比如選擇合適的電源濾波方案、合理的pcb布局和布線。

在通信網(wǎng)絡(luò)、無線傳輸、CPRI和SONET等高速系統(tǒng)中，時鐘或振蕩器波形的時序誤差會限制一個數(shù)字I/O接口的最大速率。不僅如此，它還會導致通信鏈路的誤碼率增大，甚至限制A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍。

在數(shù)字系統(tǒng)中時鐘邊沿決定了每個基本單元的開始和結(jié)束時間。當抖動改變了時鐘邊沿從而導致時鐘周期變化時，每個基本單元的有效工作時間也會發(fā)生變化，可能會導致信號的建立時間和保持時間不能滿足要求，從而影響電路的正常工作。

當使用Serdes發(fā)送或者接收串行bit流時，時鐘是用于對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行編碼，并將時鐘信息嵌入到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中。接收器會從傳輸?shù)谋忍亓髦蟹蛛x出單獨的時鐘，用于對數(shù)據(jù)進行采樣和捕捉。在該系統(tǒng)中累計抖動決定了bit到達與采樣之間的時間差，因此它是最重要的。

在模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）中，對信號的采樣可以轉(zhuǎn)換為信號與時鐘時域乘積。

時鐘決定了信號采樣時間，如果時鐘抖動導致采樣時間偏離了理想采樣時間，會導致采樣到的信號值相比于理想的信號值發(fā)生變化，從而惡化信噪比和動態(tài)范圍，降低轉(zhuǎn)換器的有效分辨率。

抖動可以通過許多方式測量（不同方式測量到的抖動被分別加以定義），以下是主要的抖動分類：周期抖動（Period Jitter）；相鄰周期間的抖動（Cycle to Cycle Period Jitter）；長時間抖動（Long Term Jitter）；相位抖動（Phase Jitter）;單位時間間隔抖動（TIE，Time Interval Error）。

周期抖動是時鐘信號的實際周期長度與理想周期長度之間的偏差，測量樣本為數(shù)目不定（隨機）的一組周期。如果給定一定數(shù)目的單個時鐘周期，我們就可以通過測量每個周期的長度并計算平均的周期長度，以及這些時鐘周期的標準差和峰峰值。

相鄰周期抖動，根據(jù) JEDEC 標準 65B，是通過一定數(shù)量的相鄰周期隨機樣本的計算得出相鄰周期的時間變化。JEDEC 標準進一步規(guī)定：每個樣本的大小應(yīng)大于或等于 1,000。相鄰周期抖動一般體現(xiàn)為以ps為單位的峰值，用于定義任意兩個連續(xù)時鐘上升沿之間的最大偏差。

此類型的抖動規(guī)范常用于體現(xiàn)擴頻時鐘的穩(wěn)定性，因為周期抖動對頻率擴展特性更加敏感，而相鄰周期抖動則不然。時間間隔誤差 (TIE) 是指實際信號的事件邊沿時間點相對于理想信號的事件邊沿時間點的時間偏差。實際上，TIE 是相位噪聲頻譜在時域離散信號序列的表達，以秒或 ps 為單位。理想信號通常是信號處理軟件利用對實際信號周期的平均估算而得到的參考信號。

為成功地設(shè)計高速數(shù)字系統(tǒng)，不僅需要理解什么是抖動，計算抖動的大小，還需要對不同的抖動分量進行隔離和分解，分析造成抖動的原因，進而避免在高速系統(tǒng)中出現(xiàn)抖動造成的系統(tǒng)故障。在了解抖動測試前，明智選擇合適的抖動測試工具和方法成為整個抖動測試工作的第一步。

目前有幾種抖動測試工具可供選擇，誤碼儀（BERT）直接測試系統(tǒng)的誤碼率，但是價位昂貴，功能單一，不適合設(shè)計人員和調(diào)試人員；采用時間間隔分析儀測試抖動也存在功能單一，抖動分析能力不足的限制。高性能數(shù)字示波器成為當前最流行的抖動測試工具。示波器采樣系統(tǒng)中定時元件的穩(wěn)定性直接影響著定時測量精度。

如果時基有誤差，那么基于該時基進行的測量會具有同等或更大的誤差。示波器中的時基穩(wěn)定性包括參考時鐘、倍頻器、計數(shù)器等相關(guān)電路的穩(wěn)定性。當通過實時采集模式進行抖動測試時，由于示波器工作在單次觸發(fā)模式，連續(xù)實時采集所有信號，所以它不受儀器多次觸發(fā)帶來的觸發(fā)抖動影響。

另外兩個誤差源分別是ADC孔徑不確定性和量化誤差。這些誤差可以表現(xiàn)為幅度噪聲和定時噪聲，具體取決于取樣數(shù)據(jù)使用的方式。很難區(qū)分該誤差的實際來源，因為模數(shù)轉(zhuǎn)換的時間不同。

抖動測試時不僅需要對示波器整體性能進行評估，例如示波器的帶寬，采樣率，還需要與之匹配的高采樣率下的采集內(nèi)存長度，這樣才能測量從接近DC直流到儀器帶寬的抖動，同時保持各種相位和諧波關(guān)系，對被測信號的抖動有一個全面的分析。

時鐘抖動是設(shè)計中常見的問題，可能對系統(tǒng)的性能和可靠性產(chǎn)生負面影響為了減少時鐘偏差和抖動，我們需要選擇高質(zhì)量的時鐘源，加強時鐘同步與校準，降低電磁干擾和噪聲，控制溫度變化，優(yōu)化時鐘電路設(shè)計，以及使用時鐘補償技術(shù)通過遵循這些設(shè)計指導原則，可以提高系統(tǒng)的時鐘準確性和穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)的性能和可靠性。