Jitter知识

Jitter知识
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
预定轨道上，最后，驱动回路控制光头聚焦，光头发射激光并且接收反射信号。

每⼀个马达和回路都会增加电源噪⾳，这些噪⾳直接影响DA转换器的内部⼯作状态。

所以，每⼀个马达和回路都会为数字信号增加另外⼀种jitter(频率，振幅以及波形上的不同)，这些⼲扰通过不同⽅式都会影响到声⾳的质量。

如果你明⽩了以上原理，就可以给你解释那些HIFI爱好者以及录⾳师争论得很激烈的以下问题：1，为什么不同的CD镇⽚(就是主轴上⾯⽤来固定盘⽚的铁⽚)会造成听感上的不同
2，为什么⼀些转盘制造⼚商使⽤⽪带传动
3，为什么不同的转盘⾳质不同
4，为什么⼀些⼚商在转盘中使⽤stray light
5，为什么⼀些类似“消磁作⽤”的产品对转盘有效果
6，为什么不同的存储介质⾳质不同，尽管他们记录的都是0101的数字信号答案主要是如下⼏点：⼀些CD播放器或者CD转盘价格⾮常昂贵的原因是他们将整个解码系统源头，即读取设备产⽣的jitter降低到了最⼩。

为此，它们需要使⽤⾮常稳定和⼲净的电源，多路供电，精确的时钟⽣成电路以及造价昂贵的机械结构。

在后⾯，我们将在价格因素尽量⼩的情况下⽐较jitter的影响。

5) 产⽣jitter的源
jitter可以分为两种：交界⾯产⽣的jitter(interface jitter)和采样中产⽣的jitter(sampling jitter)。

交界⾯产⽣的jitter可以进⼀步被划分为传送过程中产⽣(transmitter jitter)的(⽐如为了把数字信号输出到转盘外部所产⽣的)和线材引起(line induced jitter)的。

当我们把CD的数字输出和外部的DA转换器连接在⼀起的时候，不管使⽤同轴线缆，还是TOSLINK光纤接⼝，或者SToptical 接⼝，都将在源信号中引⼊jitter。

有趣的是，不同的接⼝会引⼊不同类型的jitter(波形，频率，振幅以及相关性上的不同)。

具有了以上知识，你已经可以回答以下问题：
1，为什么不同的数字接⼝(光纤，同轴)⾳质不同，尽管他们传送的都是相同的信号
2，为什么线材长度会直接影响⾳质
3，为什么不同⼚家⽣产的同样长度的同轴线缆⾳质不同
这些都是线材引起的jitter。

6) 采样jitter(sampling jitter)
在声⾳再⽣的过程中，我们通过许多⽅法削弱在DA转换器之前产⽣的jitter。

但是你应当知道，如果在数字信号的录制过程中jitter就已经产⽣了这怎么办呢？答案很简单，重新录⼀份。

数字录⾳过程中产⽣的时基抖动究竟是怎么⼀回事呢？答案是正确的采样记录在了时间轴错误的位置上。

⽽在录⾳之后，这是jitter完全不可以被矫正的。

传输过程产⽣的以及线材引起的jitter对于整套数字录⾳系统的品质有⾄关重要的影响。

作为数字录⾳系统的主要器材，AD转换器的时钟发⽣器会夹杂相当数量的jitter。

这些夹杂着jitter的时钟信号通过数字线路，被传送到AD转换器中，⽽在这个过程中，⼜会引⼊线材产⽣的jitter。

这些带有jitter的信号会成为参考时钟信号被送⼊AD转换器，并且决定信号采样点的位置最终记录下来。

AD转换器内部的电路可以削减⼀部分外部产⽣的jitter，但是它不能去掉全部。

因此对于录⾳师来说，AD转换器时钟信号中引⼊越少量的jitter，最终得到的记录质量就越好。

Bob Katz在他的⽂章中这样说：“模拟－数字转换器是整套数字⾳频电路中最容易受到jitter影响的部分。

”("The A to D Converter is one of the most critical digital audio components susceptible to jitter") 对于低成本的设备来说，使⽤内部的参考时钟的AD转换器可以避免因数字接⼝以及参考时钟和外部转换器之间产⽣交界⾯jitter，但是如果需要在已有的⾳轨后⾯添加新的内容，那么就需要同步AD转换器和已经录制的⾳轨。

这种情况下，你就需要⼀个外部参考时钟。

⾼质量的录⾳⼯作室通常使⽤⾼精度(通常是可以控制的)的参考时钟来同步AD转换器。

如果你有⼀个好的时钟发⽣器，它会⼤⼤减少传输过程中产⽣的jitter，但是你仍然要和传输过程中线材引起的jitter做⽃争。

————————————————————
Chapter 2：jitter听起来是什么样⼦
1) 如何测量jitter
下⾯这⼏幅图⽚截⾃⽰波器，它反映了从TOSLINK(最常⽤的⼀种光纤接⼝)中传输出来的，含有jitter的S/PDIF信号。

测试所采⽤的是廉价的CD播放器，为了让效果更明显，我们采⽤了10⽶长的光
纤线(通常使⽤的都是1⽶)。

⽰波器⼯作在模拟状态下，你看到的是多次转换的重影(superimposition of multiple transitions)。

波形显得很不规则，这是因为jitter的存在。

两条垂直的细线间表⽰抖动的振幅⼤约在3纳秒。

那么只含有少量jitter的波形是什么样⼦的呢？
通过这张图可以看出，信号的波形要⽐上⾯的那幅好的多，抖动的振幅⼤约在3⽪秒的范围。

上⾯这两幅图给你⼀个对含有jitter的信号的⼀个最基本的认识。

还有另⼀种⽅法可以检测到jitter的存在。

通过将信号输⼊到相位锁定环(phase locked loop，简称PLL)并且测量VCO(压控晶体振荡器)的控制量的变化。

这种测量⽅法是将jitter解释为频率的调制。

在上⾯这幅图中，你⽆法直观得看到jitter，在这幅图中jitter表现为波形偏离中⽴点的情况。

这种测试所得出的结果并不全⾯，因为它很⼤程度上取决于PLL中的相位⽐较器(phase comparator)以及滤波环(loop-filter)的质量。

此外，波形表明，从PLL中输出的信号的jitter要⽐原始输⼊信号中的要多。

如果将信号送⼊频谱分析仪中，我们就可以得到jitter频率组成的详细情况。

如果要从⾳频的⾓度来观察，就应该先给DA转换器输⼊⼀组含有尽量少jitter的正弦波信号当作数字输出并且分析模拟输出的
频谱，得到DA转换器的泛⾳频谱。

接下来，将含有jitter的同样的信号输⼊到DA转换器中并分析模拟输出，⽐较上⾯的结果，你就会发现不同之处。

究竟发⽣了什么呢？
Watson和Kulavik称：“时基抖动引起基本频率在宽度上的散开。

另外，不管是随机还是分布的抖动的频率都将增加噪⾳，这些会直接反映在SNR和THD+N上。

”("Clock jitter causes the width of the fundamental frequency to spread. Additionally the jitter frequency, whether random or distributed, increases the value of the noise floor. Hence SNR and THD+N are both degraded." ) 对于jitter的定量测量是⼀件很复杂并且耗资巨⼤的⼯作，因为这需要⼗分精密的仪器。

GuideTech ⽣产的测试jitter的仪器可以量化最低到1⽪秒的抖动，LeCroy的数字⽰波器则提供了最基本的测量抖动的功能。

2) 试听环境
如果你想听到没有jitter的声⾳，那么你肯定要⽐较没有jitter的声⾳。

试听中，我们将使⽤菲利普CD723这款价值$99的低档CD播放器作为⾳源。

CD723上仅仅装配了同轴S/PDIF输出，我们特地加装了TOSLINK光纤接⼝。

CD723的数字输出接到了Altmann的24BIT/96KHZ的DAC上。

这款解码器采⽤的是Crystal的
CS8414作为数位接收芯⽚。

CS8414内置了相位锁定环(PLL)，可以锁定32KHZ到超过100KHZ采样率的信号。

内置的PLL可以将⾼频jitter降低到⼀个很不错的程度(⼤约100P)，除此之外，这款DAC没有采⽤其他降低jitter的措施。

我们下⾯要做的是模拟⼤量在HI-FI甚⾄HI-END系统中都出现的jitter的效果。

为了获得含有尽量少jitter的声⾳，我们在解码器和CD播放器之间加了Altmann-UPCI(具体作⽤就是减少jitter)。

3) 主观感受
试听这个系统的⼈⼤多是HIFI爱好者，并具有⼀定的试听经验。

试听的主题就是jitter vs. less-jitter，换句话说就是采⽤Altmann-UPCI和不采⽤。

我们测试了CD以及DVD。

下⾯是结果：1，“区别真的很⼤！每⼀个⼈都应该能听出来。

”区别是很明显的，⼏乎所有的⼈在第⼀秒钟就可以区别出不同，完全是两种不同的声⾳。

2，“less-jitter的声⾳要好，明显好！”听众认为，jitter少的声⾳听起来更加透明，⾼频更好，不同乐器区分明显，更好的时间感，更好的整体感等。

3，“当听到jitter很少的声⾳时候，感觉像听另⼀张CD。

”
当你听到jitter严重的信号解码出来的声⾳的时候，你试图去辨别乐器的位置，但是即使你全神贯注，也很难听清。

你的⽿朵试图辨别声⾳的具体频率，但是由于jitter的存在，声⾳变得很飘，所以你并不能听得⼗分清楚，当你的⼤脑接受声⾳信号的时候，它会试图把声⾳解释成具体的形象，⽐如饱满的，温暖的，华丽的等等，当jitter过多的时候，这项⼯作会变得很难进⾏，久⽽久之，你会感觉到疲倦。

当⼤量jitter存在的时候，乐器或者演唱者的声⾳会散开(发飘)，你将很难定义声⾳，第⼀印象将是声⾳⽐较模糊，不清晰。

如果你集中精神试图辨别声⾳，你会觉得好像⽿朵在拒绝声⾳。

你可能能够分别出声⾳的频率，但是你听不到它⾥⾯有什么。

反之，如果信号中jitter较少，声⾳将⾮常容易被识别，⾮常清晰，空⽓感很好，你将听到⾮常多的细节。

————————————————————
Chapter 3：如何有效减少jitter
jitter是⽆法被完全消除的，我们只能将他减⼩到不影响声⾳的范围内。

1) 减少jitter的形式
通常情况下，减少jitter有三种形式。

1，使⽤尽可能⾼端的器材。

显然，这个⽅法的代价是⾮常⾼昂的，久经考验以及最新的旗舰器材在处理jitter这⽅⾯通常做的不错。

另外，你还可以从数据信号的接⼝上进⾏处理。

⽤SToptical代替Toslink，⽤AES/EBU平衡接⼝代替传统的S/PDIF(同轴)接⼝。

2，使⽤你现有的器材，但是在⼀些重要的地⽅采取有效的减少jitter的办法。

这种⽅法的花费不⼀定少，但是可以说每⼀分钱都可以花到⼑刃上。

这种⽅法主要是使⽤⾼精度AD/DA转换器，或者ASRC(同步采样率转换)。

3，同时结合以上两点。

这种⽅法通常都⽤在HI-END器材中。

那些昂贵的器材可以将jitter控制在⼀个⾮常⼩的范围内，设计师的⽔平不得不让⼈称赞，但是设备的价格也是⾮常昂贵的。

2) 避免数字录⾳过程中产⽣的jitter
我们之前讨论的都是在回放设备中的jitter，但是，如果在数字录⾳过程中就已经产⽣了jitter，那么在回放设备中，⽆论如何处理，都⽆济于事。

因此，避免jitter是数字录⾳过程中⼀个⾮常重要的过程。

为了做到这点，⾸先要为AD转换器采⽤⾼精度的时钟源作为参考时钟信号，不过，这仅仅是其中的⼀步，同时，还要确保时钟信号在传输到AD转换器的过程中没有收到⼲扰。

另外⼀点值得注意的是，应该尽量避免使⽤采样率转换器。

在需要使⽤实时采样率转换器的时候，⾸先要确保输⼊和输出的信号⾮常稳定，jitter⾮常低。

(采样率转换同样可以以⾮实时形式完成，⽐
如使⽤计算机和相应的软件，不过本⽂讨论的仅仅是采⽤ASRC(同步采样率转换器)的芯⽚。

)
3) jitter的处理⽅法
在数字信号的传输过程中，jitter是⽆处不在的，因为我们不可能做到100%的精确，不过我们的⽬标是将jitter减少的⼀个范围，在这个范围内，他不会给我们带来⿇烦。

⽬前使⽤较多的的减少jitter的⽅法有两种，它们分别是同步采样率转换(ASRC)和相位锁定环(PLL)。

4) 同步采样率转换(ASRC)
ASRC(asynchronous sample rate converter)芯⽚，⽐如ADI公司的AD1896是⽬前不错的采样率转换芯⽚。

如果这项技术没有被发明，那么你需要采⽤DA或者AD芯⽚来进⾏采样率的转换，这会严重降低信号的质量。

⽽对于ASRC来说，整个采样率转换是全数字过程，因此它可以有效的保证质量。

不过，ASRC并不是⼀种完美⽆缺的⽅法！它转换的信号质量很⼤程度上取决于输⼊和输出信号的质量。

如果你采⽤ASRC作为降低jitter的⽅法，那么输⼊信号中的jitter会被分布在输出的数据信号中，⽽这些jitter将被整合到数据信号中⽽在后⾯的处理中永远⽆法消除。

所以，ASRC芯⽚的设计师在芯⽚内部通过各种⽅法(PLL+FIFO)尽可能减少采样转换器前输⼊信号的jitter来确保输出信号的质量，这也是为什么好多⼚商采⽤ASRC作为降低jitter 的⽅法。

另外⼀点⾮常值得注意的是，采⽤ASRC不仅要增加成本，更重要的是，经过采样率变化的信号会失去原有声⾳的味道，也许设计很好的电路可以使声⾳变得很好听，但是你要记住，这声⾳已经不是原汁原味的了，我想这也有悖于HI-FI的⾼保真的含义。

经过ASRC处理过的输出信号可能含有较少的jitter，但是这些信号和输⼊的信号已经不相同了，因为输⼊信号中的jitter被永久固化到了数据信号中，从某种程度上讲，也可以说信号的质量被降低了。

虽然⽬前某些⼚商极⼒吹捧ASRC的好处，事实上，它并不是最好的降低jitter的⽅法。

有些DA转换芯⽚内部已经集成了ASRC，这种芯⽚会将输⼊信号转换为DA转换器能够处理的最⾼的采样率然后进⾏DA转换，因为这些芯⽚的设计⼚商认为，转换器输⼊的信号采样率越⾼，转换的精度也就越⾼，但是他们没有考虑上⾯我们所说的弊端。

⼀些⼚商为了降低jitter，在他们的转盘中集成了ASRC，但是这样做的结果是什么呢：由转盘读取过程中产⽣的jitter被永久固化到了数据信号中，CD的数字输出信号或许具有很低的jitter，但是数据已经不是转盘读取的数据了，显然，这些CD的输出信号质量被严重的降低了。

有趣的是，我们在许多⾮常昂贵的转盘中采⽤了这种⽅法，他们的数字输出已经不再和CD中记录的信号相同了，⽽⼀些廉价的CD 机，虽然他们的数字输出中含有⼤量的jitter，但是他们传送的确实原始的信号。

总结以上所说的，其实只有两句话：其⼀，采⽤ASRC并不是有效降低jitter的好⽅法。

其⼆，如果你想⾼质量的进⾏采样率转换，那么请确保ASRC的输⼊和输出信号jitter⾜够低，做到这点，主要要依靠PCB布线⾜够优秀的拓扑结构以及给ASRC⾜够精确的参考时钟频率。

不过，即使是这样，经过ASRC 转换的信号也会和原有的信号有差别，也许这可以美化听觉效果，不过从另⼀个⾓度来说，这也是⼀种失真。

5) 相位锁定环(PLL)
有效降低jitter最好的⽅法是采⽤相位锁定环技术(Phase-Locked-Loop)。

PLL不会对数据信号随意“窜改”，但是它可以校正信号的时钟。

PLL是⼀个可以根据输⼊信号的频率产⽣和原信号相同的输出信号的设备。

也许有⼈要问，这样做有什么意义呢？优势就在于由PLL产⽣的时钟信号⽐输⼊的信号更加⼲净，也就是jitter更低，那么也就达到了⽬的。

⼀个完整的PLL包括三部份：⼀个⽤来⽣成输出信号的压控振荡器(VCO:voltage controlled oscillator)，⼀个⽤来⽐较输⼊和输出信号的鉴相器(phase detector)以及⼀个连接鉴相器输出和VCO 的环路滤波器(loop filter)。

环路滤波器的作⽤是使输出信号频率的改变稍微⽐输⼊信号慢⼀些。

换句话说，PLL会通过鉴相器⽐较输⼊和输出信号使他们达到相同的频率，⽽鉴相器的输出既是VCO 的控制量。

这⼀过程叫做时钟恢复和数据重整。

在CPLD 以及FCPGA这些可编程逻辑出现前，⽐较流⾏的PLL芯⽚是74HC4046。

在现在来看，虽然这颗芯⽚性能很差，但是设计得出⾊，还可以⽐现在流⾏的SPDIF解调芯⽚CS8414内置的PLL要好。

⽬前⾼端设备上主要采⽤DSP，可编程逻辑来实现PLL的功能，在锁定速率以及精度上更加优秀。

如果使⽤压控晶体振荡器既VCXO(voltage controlled crystal oscillator)代替VCO作为频率发⽣器，那么PLL可以⽣成⼀个稳定性极好的low-jitter时钟信号，但是，使⽤晶体振荡器的弊端也很明显。

除了价格⾼以外，VCXO的频率调整范围⾮常狭窄，通常之后⼏百个PPM(parts per million)。

这也就以为这，⼀个VCXO只能接收⼀种采样率的信号。

⽐如你设计⼀个解码采样率为44.1KHZ的PLL电路，那么它就不能使⽤在DAT(48KHZ)或者DVD(96KHZ)上，这也是为什么VCXO很少被采⽤在DA转换器中。

如果你的系统既要采⽤VCXO⼜要⽀持多采样率解码，那么实现的⽅法就是为每⼀种采样率配备⼀个匹配的VCXO，解码不同的信号时候，利⽤不同的VCXO进⾏时钟恢复和数据重整，显然，这样做的成本是⾮常⾼的。

除了VCO以外，在⾼端系统上也可以使⽤DDS(Direct Digital Synthesis)作为频率发⽣器。

DDS的好处很明显，它既可以提供⾮常⼲净的时钟信号(通常jitter⼩于1ps)，⼜可以⽣成多个频率。

不过采⽤DDS的系统成本⾮常⾼昂，通常只有在⾼端系统中可以看到。

基于PLL系统的解码器可以采⽤单级或两级时钟恢复的⽅法。

单级系统顾名思义采⽤⼀个PLL电路，通过这⼀个PLL电路对时
钟和数据信号进⾏恢复和重整。

这种⽅法既可以得到不错的性能也可以将整个系统的价格降低到⼀个不错的范围。

举⼀个简单的例⼦，PLL从SPDIF的输出信号萃取出其中的频率信号作为参考频率，然后⽣成jitter更低的信号输⼊后⾯的数字滤波器以及DA转换芯⽚。

采⽤两级PLL的电路中，第⼀个PLL只对时钟信号进⾏恢复，并且将这个信号送⼊第⼆个PLL中进⾏进⼀步的处理，并利⽤输出频率信号最终对时钟信号进⾏恢复并对数据进⾏重整。

这种做法优势很明显，既⽐单级的PLL电路提供精度更⾼的信号，并且对于含有很⾼jitter的信号可以有效的降低jitter，不过两级PLL也意味着双倍的成本。

采⽤两级PLL的电路也可以举出例⼦来，⽐如采⽤CS8414作为SPDIF 解调的电路中，由于CS8414已经内置了⼀个PLL电路(虽然质量很烂)，因此我们可以利⽤CS8414的PLL作为第⼀级，将其输出的时钟频率送⼊第⼆级PLL进⾏处理并将第⼆级PLL输出的频率信号作为参考频率作为最终的时钟信号。

由于CS8414内置了PLL，因此我们只需要⼀个PLL的价格就可以达到双倍的作⽤。

两级PLL电路还可以之间还可以整合⼀个数据缓冲。

第⼀个PLL电路写⼊缓冲，第⼆个PLL从缓冲中读取信号，并且将缓存保持在半满的状态下。

如果我们使⽤FIFO(先⼊先出)存储器作为缓冲，那么我们对于时钟信号频率的变化可以有更充裕的反应时间，这样做可以进⼀步降低jitter。

使⽤越⼤的缓存可以说意味着更低的jitter，但是也意味着更⾼的成本。

除了⾼昂的成本外，采⽤FIFO还⾯临着⼀个问题，既输出的数据⽐输⼊的数据有⼀定的延迟时间，既将缓冲填满⼀半的时间。

对于不采⽤缓冲的时钟恢复电路，延迟时间通常在1/2个BIT(对于44.1KHZ的采样率⼤约90纳秒)，⽽对于有缓冲的电路，就要⾼许多，具体的数字要视缓冲的⼤⼩⽽定。

因此说，带有缓冲的设备不适合⽤在数字录⾳以及⼴播等应⽤中，但是在回放上，它确实有很好的效果。

⼩谈JITTER
数字⾳频的基本原理就是把连续的模拟信号在离散的时间点上进⾏采样（Sampling），进⽽形成数字化的信息。

时间是信号数字化的最重要的因素之⼀，采样和重放的时间准确度在很⼤程度上决定了模拟－数字转换（ADC）以及数字－模拟转换（DAC）的质量。

什么是jitter？
时间准确度可以分为两类：长期准确度和短期准确度。

长期准确度是指时钟频率偏离绝对值的多少，⼀般⽤ppm（百万分之多少）来表⽰。

⽯英晶体振荡器可以很容易地达到⼏⼗ppm到1个ppm以下的准确度。

长期准确度对声⾳不会造成可闻的影响。

短期准确度也就是抖动（jitter），它是⼀种时钟相位瞬态的变化，如图所⽰：
Jitter的测量⼀般使⽤真实时钟信号抖动的时间来衡量，⼀般⽤到的单位是ps（10的负12次⽅秒）或ns（10的负9次⽅秒）。

测试的指标还可以详细分为周期抖动（Period jitter）和绝对抖动（Absolute jitter）。

Jitter的影响
Jitter制造出数字⾳频信号的失真。

⼀个简单的固定频率正弦波jitter（频率是Fj）会在⼀个正弦波⾳频信号（频率是Fa）中加⼊两个失真信号，其频率分别是Fa-Fj和Fa+Fj。

下图描述了⼀个10khz的⾳频信号在⼀个1khz jitter的作⽤下，⽣成了9khz和11khz的失真（边带）信号。

如果这个jitter信号的频谱从1khz到4khz平均分布，那么就会造成⼀个更宽频谱的失真信号：
上述的单频和⼴谱jitter是与⾳乐信号⽆关的。

如果jitter与⾳乐信号相关，就会制造出很多的⾼次谐波失真。

下图描述了⼀个
2khz的信号，jitter被信号的MSB调制所带来的⾼次谐波失真。

Jitter的频谱是⼀个⾮常复杂的问题。

同样⼤⼩的jitter，如果频谱是不同的，则会对声⾳带来不⼀样的影响，但是关于这个话题，能找到的资料不是很多。

Jitter的⼤⼩
究竟多少Jitter才是我们能接受的呢？在上述的单频jitter模型中，jitter造成的失真⼤⼩为：
Rj=20log((3.1416*J*Fa)/2)
其中J是jitter的⼤⼩，单位是秒，Fa是⾳频信号的频率，计算出的Rj就是失真信号的分贝（db）。

可以看出，⾳频信号的频率越⾼，jitter越⼤，则失真就越⼤，这就是jitter总会⾸先影响⾼频⾳质的原因。

例如⼀个20khz的⾳频信号，在1000ps的单频jitter作⽤下，失真的⼤⼩为：
Rj=20log((3.1416*J*Fa)/2)= 20log((3.1416*1000*10-12*20000)/2)= -90db.
请注意，这只是⼀个理想的单频jitter，如果是⼴谱的随机jitter或者与信号相关的jitter，失真还要更严重。

CD使⽤16bits/44.1k的PCM数字⾳频格式，1个LSB的分辨率是-96db，如果要求在20khz的时候jitter 造成的失真不⼤于⼀个LSB，那么jitter造成的失真不能⾼于-96db，单频的jitter不能⼤于500ps。

如果是⼀个24bits的PCM数字⾳频格式，1个LSB的分辨率是-144db，如果要求在20khz的时候jitter 造成的失真不⼤于⼀个LSB，那么jitter造成的失真不能⾼于-144db，单频的jitter不能⼤于1ps，如果把要求放宽到21bits的分辨率，jitter造成的失真不能⾼于-126db，要求jitter也不能⼤于7.9ps。

这可以说是⼀个⾮常⾼的要求。

⾄于⼈⽿能对多少ps的jitter有感知，是⼀个没有准确答案的问题。

我想这应该与不同的⼈，不同的⾳乐内容，以及不同的jitter 频谱都有关系吧。

Jitter的产⽣
Jitter的产⽣原因⽐较多，⼤概可以分为4类。

第⼀类，时钟振荡器本⾝的有jitter。

这是⽯英晶体振荡器所固有的。

在⽯英晶体振荡器技术领域，⼀般不使⽤多少个ps的jitter 作为其参数，⽽是使⽤相位噪声（phase noise）曲线作为表⽰⽅法。

相位噪声描述了振荡器产⽣的偏离主振荡频率的杂散频率能量。

相位噪声可以与jitter之间有⼀定的换算关系，基本上可以认为它们两者是等同的。

请注意，很多场合提到“某个晶振。