抖動（Jitter）是數字信號，尤其是高速的數字信號的一個非常關鍵的概念。如下圖所示，抖動反映的是數字信號偏離其理想位置的時間偏差。

抖動這個概念說起來人人都知道，但實際上仔細研究起來是非常復雜的。

關于抖動概念的理解有以下幾個需要注意的方面：抖動的頻率范圍：抖動實際上是時間上的噪聲，其時間偏差的變化頻率可能比較快也可能比較慢。通常把變化頻率超過10Hz以上的抖動成分稱為jitter，而變化頻率低于10Hz的抖動成分稱為wander（漂移）。Wander反映出的主要是時鐘源隨著時間、溫度等的緩慢變化，影響的是時鐘或定時信號的絕對精度。在通信或者信號傳輸中，由于收發雙方都會采用一定的時鐘架構來進行時鐘的分配和同步，緩慢的時鐘漂移很容易被跟蹤上或補償掉，因此wander對于數字電路傳輸的誤碼率影響不大，高速數字電路測量中關心的主要是高頻的jitter。理想的跳變位置：抖動是個相對的時間量，怎么確定信號的理想的跳變位置對于抖動的測量結果有很關鍵的影響。對于時鐘信號的測量，我們通常關心的是時鐘信號是否精確地等間隔，因此這個理想位置通常是從被測信號里提取的一個等周期分布時鐘的跳變沿；而對于數據信號的測量，我們關心的是這個信號相對于其時鐘的位置跳變，因此這個理想跳變位置就是其時鐘有效沿的跳變位置。對于很多采用嵌入式時鐘的高速數字電路來說，由于沒有專門的時鐘傳輸通道，情況要更復雜一些，這時的理想跳變位置通常是指用一個特定的時鐘恢復電路（可能是硬件的也可能是軟件的）從數據里恢復出的時鐘的有效跳變沿。時間偏差的衡量方法：由于信號邊沿的時間偏差可能是由于各種因素造成的，有隨機的噪聲，還有確定性的干擾。所以對這個時間偏差通常不是一個恒定值，而是有一定的統計分布，在不同的應用場合這個測量的結果可能是用有效值（RMS）衡量，也可能使用峰峰值（peak-peak）衡量，更復雜的場合還會對這個時間偏差的各個成分進行分解和估計。因此抖動的精確測量需要大量的樣本以及復雜的算法。

抖動的衡量方法當要對進行抖動進行衡量和測量時，需要特別注意的是，即使對于同一個信號，如果用不同的方法去進行衡量，得到的抖動測量結果也可能是不一樣，下面是幾種常用的抖動測量項目。周期抖動（Period jitter）：對于時鐘信號，我們最關心的是其周期是否是等間隔。理想的時鐘應該每個周期長度都是一樣的，但如果信號有抖動其周期就可能會有變化。因此通過直接對時鐘信號的多個周期進行測量和統計，就可以得到信號周期的平均值、峰峰值、RMS值等。下圖是對一個帶抖動的50MHz的時鐘信號進行周期抖動測量的結果，雖然從原始的時域波形上人眼很難觀察到信號中的細微的抖動，但是借助于相應的抖動分析軟件，我們可以觀察到信號周期隨時間的變化曲線，以及信號周期的最大值、最小值、周期變化的峰峰值、周期變化的方差等。

周期到周期抖動（Cycle to Cycle jitter）：前面所述的周期抖動可以反映出時鐘信號周期的變化范圍，但反映不出時鐘信號周期變化的快慢。對于很多同步的數字邏輯電路，如果時鐘信號的周期變化是非常緩慢的，即使周期的變化范圍非常大也不會產生故障，但是如果周期的變化是很快的，就有可能造成電路的故障。為了衡量時鐘信號相鄰周期的變化快慢，有時會用“周期到周期抖動”進行衡量。“周期到周期抖動”是對時鐘信號相鄰的兩個周期相減。如果一段波形捕獲了1000個周期，就可以得到999個“周期到周期抖動”的測量結果。對這些測量結果進行統計也可以得到其平均值、峰峰值、RMS值等。有些特殊的應用（比如針對DDR2/3的時鐘信號）還定義了N-cycle jitter，即相鄰N個時鐘周期的抖動變化。下圖是對同一個50MHz的時鐘波形進行Cycle-Cycle抖動測量和統計的結果。

時間間隔誤差抖動（Time Interval Error）：所謂時間間隔誤差，是指被測信號邊沿相對于其參考時鐘有效邊沿的抖動。這個參考時鐘可以是一個特定的時鐘信號，也可以是從信號里恢復出的時鐘。對于很多高速的串行數字信號來說，由于不象時鐘信號那樣有固定的周期，無法進行周期抖動的測量，因此大量使用的就是TIE抖動的測量方法。但是要注意的是時間間隔誤差是一個相對的測量，怎么選擇參考時鐘以及如何進行時鐘恢復都會影響到TIE抖動的測量結果，對于TIE抖動的測量要特別注意這一點。下圖是對同一個50MHz的時鐘信號進行TIE抖動的分析和統計結果，使用的是用最小方差法從信號里提取的一個恒定時鐘做為參考時鐘。

從前面舉的例子可以看到，對于同一個信號，用不同的方式進行測量和衡量，得到的結果可能是不一樣的。下圖是另一個例子，對于同一個帶抖動的時鐘信號，對其進行周期抖動測量、周期到周期抖動測量以及時間間隔誤差抖動測量，得到的結果可能是不一樣的。因此，對于一個信號進行抖動測量之前需要先明確關注的抖動類型，否則測量結果的物理含義是不明確的。

對于更復雜的數字信號來說，人們除了關心其抖動的RMS值以及峰峰值以外，還會關心該抖動的不同組成成分，因為不同成分的抖動對于電路的影響是不一樣的，相應的應對手段也不一樣。比如很多高速總線都會對高速數字信號的隨機抖動成分（Random Jitter）、周期性抖動（Periodic Jitter）、ISI抖動（Inter-Symbol Interference jitter）等進行進一步的分解和研究。抖動是數字信號，特別是高速數字信號非常重要的一個概念，越是高速的信號，其比特周期越短，對于抖動的要求就越嚴格。抖動是個非常復雜的問題，后面我們有時間會專門詳細講解抖動的概念和測量方法。