数位介面抖动（Digital Interface Jitter）通常发生在装置间的数位讯号传送。在这里，抖动是可以被引进、放大、累积或衰减，这取决于在装置中，信号资料的传送格式。在传送器与接收器上的资料抖动、电缆线上的耗损、以及杂讯与其他寄生信号，都能够造成抖动进而降低介面信号的品质，在本篇文章中，我们会逐一讨论。

AES3数位音频介面形式，现在已经有抖动的规格（消费性形式的介面，详述在IEC60958-3:20002，其中也有抖动规格）。这份规格的制定，主要是在解决当讯号在符合介面规格，彼此间相互传递资料时，而介面却还没确实地作用。

本质抖动

对于抖动信号来说，讯号不是被自由抓取（free running），就是同步。在传送器上，任何输出的抖动量测，都是受这装置本身影响的关系，这就是本质抖动（intrinsic jitter）。

本质抖动的程度主要是取决于两个特性：

以CD player的石英震荡器为例，由于它是随意活动，所以任何一个抖动的输出都是由于震荡器的相位干扰，加上任何一个数位逻辑延迟抖动的关系。石英震荡器具有低相位杂讯，以及高速的逻辑装置，有非常小的延迟抖动，所以抖动是非常低的，通常抖动频率高于700Hz时，经常是少于1ps rms。

一个装置若需要锁定外部信号，则需要一电压控制振荡器（VCO），来设计取样频率的范围。 VCO通常有个比起石英震荡器还要高出许多的相位杂讯；随意活动的VCOs本质抖动程度在700Hz以上时，经常都要比1ns rms 还大。但是，在时脉恢复的应用上，VCO会在一个相位锁相回路范围内，为的是与外来参考讯号同步，进而藉由PLL来衰减震荡器的本质抖动。

当没有低抖动参考讯号可用时，本质抖动经常都一定要量测过，而且这量测是利用自我参考技术，从数据串中，经由PLL来使时脉信号恢复。这PLL特性决定了低频量测的转折点，AES3详细说明这量测的响应为3dB，在700Hz的转角频率。

在AES3的规格中，本质抖动程度规格，是定义成波峰量测，而不是rms。这是因为起创者所关心的是最大的时间摆幅，因为若时间摆幅太大时，可能会导致资料错误。

内部符号干扰

在(图一)里，有五个AES3介面信号，在前三个位元中，都呈现出不同的数据形式。这数据是藉由双相位（bi-phase）的编码方式（这也被称为Manchester码or FM码），这编码方式是在每个位元符号间都有个转态，编码方式如下：每一笔资料（bit）编码方式是由2个UI组成。第一个UI：目前资料和前一笔资料相反。第二个UI：若资料为1时，与第1个UI资料相反。若资料为0时，与第1个UI资料相同。

所以图一中黑色信号代表的是"1-1-1"，灰色是"1-1-0"，蓝色是"1-0-0"，浅蓝色是"0-1-0"，而蓝色虚线是"0-0-0"。

《图一 AES3内部符号干扰》

这个图表最下面的部分是利用Audio Precision System Two中的cable simulation所模拟产生出来的。这表示当信号沿着一条长电缆传输时，这些信号有可能呈现的样子。从图中我们可以发现这五个讯号已经相互覆盖。在真正的电缆耗损时，将会影响到信号品质，使讯号远离高频率，并重新塑造具有较低的上升及下降脉冲。

在每段资料的起始，都有所谓的前导讯号，例如在B subframe中，起始的前导讯号(preamble)为Y，如(图二)所示。前导讯号是固定的形式，维持在5位元期间（10单位间隔或是UI）。由于它们全都暂时顺着相同的通路，这结果使得这些从左手边电缆进入模拟图的讯号，呈现出准确的相同电压。 （前导讯号是8UI长，但是在前导讯号位元中的最后部分，以及接着下来的位元期间，最先部分是固定的形式，这会造成一个固定的10UI长的形式）。

《图二 AES3数据形式，Y前导讯号在每个Frame都有》

如图一所示，由于信号的frame rate是48kHz，所以1UI等于是162.8ns，所以从subframe开始，黑色、灰色及蓝色的讯号，有个开始于1465ns（即第9个UI）的转态，因为在数据中，它们的开头是"1"。而淡蓝色及蓝色虚线讯号的开头是"0"，所以它们就没有转态的表现。接着，这五个讯号全部都在1628ns（即第10个UI）改变方向，符合最先​​位元符号的终点。

这记号"a"和"b"表示上述5个讯号的转态，通过零点的时间为1705ns及1745ns。较早转态是那些在最先位元有"1"值，及较迟些转态的则是那些"0"值。由于在电缆模拟高频率损耗下，转态时间相当的慢，所以在开始转态后，在零交越点上，约有100 ns的延迟。而介在第一个资料符号的值和第二个资料符号的开始时间，两者之间的交互作用，我们称为内部符号干扰（intersymbol interference）。

这干扰在第二位元符号后较为复杂（图一中的扩大图是从subframe开始，大概表示在2050ns的位置），这里有四个不同的讯号通过零点时间，符合在subframe中，前两个位元中，四种可能的位元形式。多数的时序上差别，是在于第二位元的数值，但是另外还要加上与第一位元有关较小的时序差别。

电缆所引起的抖动

其他数位介面的抖动来源，举例来说，非理想化的相互连接，有可能会产生抖动。例如：电缆中的电阻，或是不协调的阻抗，都会造成信号在高频时的损耗，导致在脉冲转换时，产生些微的时间偏移，如(图三)所示。

《图三 AES3标准波形与受Cable影响的波形比较》

如果这些现象，在每个转态点都相同的话，这就不是个严重的问题。这只会对于信号，造成小的静态延迟，这是可以被忽略的。不过，这只能是在脉冲串完全规律的情况下－例如，嵌入的字串是1或是0时。但是真正的脉冲串是由位元形式所组成，这些是在瞬间中不停地改变，而且存在着电缆损耗，这些会引起内部符号干扰（intersymbol interference）。邻近的数据脉冲宽度，因相邻的脉冲，所以有明显地偏移基准线的现象；而且在电缆内，会出现较长的上升与下降的时间，当脉冲转态时，会出现理想零点的交叉被移开。

由于AES3介面使用相同的信号，来传送时脉与资料，当资料有做调变时，可能会在时脉上产生抖动。这意思是说，我们需要注意资料与时脉间的机器介面，如图一所示的内部符号干扰相关资料。电缆损耗就是机械装置的一种。而波形的损耗是由于电缆损耗所造成的。

数据抖动

数据抖动是个名称，用来描述部分AES3波形调变时，波形转换的抖动；而这形式的抖动经常是内部符号干扰。

在图一中的内部符号干扰，这机械作用包含了大约50ns峰对峰值的数据抖动。数据抖动也可以藉由信号通过不对称电路，所产生正缘和负缘转态时所产生的延迟。

前导讯号抖动

前导讯号抖动是用来叙述AES3前导讯号在转态时的抖动。前导讯号是一组静态资料形式，是用在确认数位音频subframe及资料段的开始，如图二所示。 Y前导讯号从B subframe开始，是个完全固定且有规律的资料形式，这固定的前导讯号可用来量测抖动，而且对于上述的内部符号干扰并不敏锐，因此对于传送器装置的抖动，或是由杂讯所引发的抖动，这是一个较好的量测方式。

杂讯介入所引起的抖动

若脉冲转换不是经由电缆损耗影响而倾斜，则脉冲的上升及下降时间将会很短，所以任何附加的杂讯干扰，在零点交叉部分，相对地不受影响。不过，若在长的转态时间时，由于电缆损耗所引起，允许杂讯和其它假的信号来"骑在"转态时间上，造成脉冲的零点交叉偏移。

例如，载在讯号上的杂讯通常会随时间而变化，所以能够在讯号转态时被察觉。对于杂讯的敏感性是取决于转态的时间，接着就是电缆损耗，如(图四)所示。

《图四 AES3噪声所引发的抖动》

在图四中有五个波形，全都是Y前导讯号B subframe相同的部分。如同前面所提，这静态的前导讯号形式，是用来量测杂讯所引发抖动的原因，由于它对资料抖动并不敏感，会使得量测杂讯抖动的机制更加显著。这两个记号"a"及"b"表示Y前导讯号的第三个转态，对于在零点交叉的结果，它们的间隔是31ns。在这个例子中，发现这杂讯对信号所产生的变化，为一低频约300mV的正弦波。这种干扰可能是从某电源线耦合所引发出来的。

在电缆上经杂讯所引进的抖动大小，是直接与零点交叉的倾斜有关，像是电压和这倾斜与时间有关。在快速转态时，任何杂讯干扰并不会产生太多的抖动，主要原因在于电压偏移将造成较小的时间偏向。

值得注意的是时间偏移的方向与转态的方向有关，若杂讯是向上移动的趋势时，会使得讯号上缘转态提前，并使得讯号负缘转态延后，反之亦然。不同于内部符号干扰的数据抖动，这种形式的抖动在设备上更为常见。在前导讯号的形式中，从特定的边缘重新找到时脉。这边缘只有一个极性，所以这全部加起来的总和就是连续边缘的时序偏差。

无论如何，对于系统在subframe中使用许多的边缘，所以转态时能很匹配地与两个方向相互协调，而且当抖动进入恢复时脉时，相消将会降低低频杂讯所引起的干扰。对于在高频率连续偏差的情况下，杂讯是不会相互关连，所以相消也不会发生。