什么是抖动(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。
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:)现在,你已
经具备了时基抖动基本知识,下面,让我们看一些更深层的。
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")在 Adler 的这篇文章中,他还讲了关于如何测量 jitter 的技术。
什么产生了 jitter
需要精确的东西都是越精确越难以做到。在后面的文章中,你将了解到,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
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