本抖動(dòng)簡介介紹了各種抖動(dòng)類型的定義，包括隨機(jī)抖動(dòng)類型：高斯、周期間、相鄰周期;和確定性抖動(dòng)類型：占空比失真、脈沖寬度失真、脈沖偏斜和數(shù)據(jù)相關(guān)（模式）抖動(dòng)。應(yīng)用筆記還討論了各種抖動(dòng)元件與系統(tǒng)誤碼率（BER）之間的關(guān)系。

什么是抖動(dòng)？

SONET標(biāo)準(zhǔn)指出，“抖動(dòng)被定義為數(shù)字信號的重要時(shí)刻從其理想位置在時(shí)間上的短期變化。重要時(shí)刻可能是（例如）最佳采樣時(shí)刻。光纖通道標(biāo)準(zhǔn)簡單地將抖動(dòng)定義為“與事件理想時(shí)間的偏差”。

簡而言之，術(shù)語“抖動(dòng)”描述了系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)序錯(cuò)誤。在通信系統(tǒng)中，抖動(dòng)的累積最終會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

對系統(tǒng)用戶最有價(jià)值的參數(shù)是這些數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的發(fā)生頻率，通常稱為誤碼率（BER）。稍后我們將更詳細(xì)地討論 BER。

首先，一些定義。基本抖動(dòng)類型和定義如下表1所示。一些抖動(dòng)類型有許多常用術(shù)語來描述相同的測量。其他術(shù)語描述了同一抖動(dòng)類型的不同測量方法。如果使用多個(gè)術(shù)語來描述相同的抖動(dòng)類型，則這些術(shù)語將一起列出。

抖動(dòng)如何導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤？

通過在特定時(shí)刻對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采樣，從串行數(shù)據(jù)流中提取信息。理想情況下，這些采樣時(shí)刻始終發(fā)生在數(shù)據(jù)位時(shí)間的中心，在兩個(gè)相鄰的邊沿轉(zhuǎn)換點(diǎn)之間等距。抖動(dòng)的存在會(huì)改變相對于采樣點(diǎn)的邊沿位置。然后，當(dāng)數(shù)據(jù)邊位于采樣時(shí)刻的錯(cuò)誤一側(cè)時(shí)，將發(fā)生錯(cuò)誤。

如表1所述，總抖動(dòng)可以表示為確定性抖動(dòng)和任何特定誤差概率值下隨機(jī)抖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)之和。隨機(jī)抖動(dòng)在上面定義為抖動(dòng)，可以用高斯概率分布來描述。高斯分布是圍繞平均值對稱的。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差 （1σ） 定義為包含 68.26% 總體到均值一側(cè)的窗口。表2列出了σ的倍數(shù)，并列出了適用于每個(gè)倍數(shù)的總?cè)丝诒壤?/p>

確定性和隨機(jī)抖動(dòng)求和的結(jié)果是另一種概率分布，其示例如圖1所示。該分布繪制概率與時(shí)序誤差幅度的關(guān)系圖，其特征在于具有表示確定性抖動(dòng)成分的中心部分和作為（隨機(jī)抖動(dòng)）高斯分布尾部的外部部分。所示的分布形狀稱為雙峰響應(yīng)。

圖1.顯示確定性和隨機(jī)分量的概率直方圖。

將圖1所示的抖動(dòng)概率分布添加到數(shù)據(jù)流中，可以有效地調(diào)制相對于采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)邊沿位置。如圖 2 所示，它顯示了疊加在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移點(diǎn)上的概率直方圖的理想眼圖。與采樣時(shí)刻相關(guān)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率是第一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到達(dá)得太晚或第二個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到達(dá)得太早的概率之和。該概率由圖 2 中采樣點(diǎn)曲線下方的陰影部分表示。

圖2.具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間概率直方圖的理想眼圖。

要找到發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的概率，必須將任一數(shù)據(jù)邊出錯(cuò)的概率之和乘以實(shí)際發(fā)生轉(zhuǎn)換的概率。后者由平均轉(zhuǎn)換密度表示，并假設(shè)等于典型數(shù)據(jù)流的 50%。

舉個(gè)例子，考慮一個(gè)總確定性抖動(dòng)為0.3UIp-p（包括所有非高斯時(shí)序誤差源）和0.05UI rms隨機(jī)抖動(dòng)的數(shù)據(jù)流。最大允許抖動(dòng)為1UIp-p;這是理想接收器在發(fā)生錯(cuò)誤之前可以容忍的抖動(dòng)量（請參閱下面的注釋）。使用公式 1 的表達(dá)式

DJ（pk） + n × RJ（rms） = TJ（pk）

代入TJ = 0.5UI（pk），DJ = 0.15UI（pk）和RJ = 0.05UI（rms），我們得到n = 7。這是將產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的隨機(jī)抖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差 （σ） 數(shù)。對于高斯分布，1.28 × 10-10% 的樣本位于均值一側(cè)的 7σ 限制之外。總誤差率（BER）由公式2給出。

誤碼率 = （1.28 × 10?10% + 1.28 × 10?10%) × 50% = 1.28 × 10-10%

等式 2 的結(jié)果對應(yīng)于 1.28 × 10 的 BER?12.

對應(yīng)于±1σ至±10σ的隨機(jī)抖動(dòng)限值的誤碼率見下表3。

注意：特定BER值下允許的最大抖動(dòng)通常由系統(tǒng)規(guī)格或要求系統(tǒng)兼

審核編輯：郭婷