概述：相位噪聲（Phase noise）和抖動是對同一種現(xiàn)象的兩種不同的定量方式。在理想情況下，一個頻率固定的完美的脈沖信號(以1 MHz為例)的持續(xù)時間應該恰好是1微秒，每500ns有一個跳變沿。
IEC標準定義：振蕩器短期頻率穩(wěn)定度的頻域量度，通常用相應起伏功率譜密度SΨ(f) 表示，其中相位起伏函數(shù)為Ψ(f)=2πFt-2πF0t
注：抖動是振蕩器短期頻率穩(wěn)定度的時域量度，實際上和相位噪聲都是頻率短期穩(wěn)定度的一種度量方式。
一、抖動是一個時域概念
抖動是對信號時域變化的測量結果，它從本質上描述了信號周期距離其理想值偏離了多少。通常，10MHz以下信號的周期變動并不歸入抖動一類，而是歸入偏移或者漂移。抖動有兩種主要類型：確定性抖動和隨機性抖動。
確定性抖動是由可識別的干擾信號造成的，這種抖動通常幅度有限，具備特定的（而非隨機的）產生原因，而且不能進行統(tǒng)計分析。造成確定性抖動的來源主要有4種：
1. 相鄰信號走線之間的串擾：當一根導線的自感增大后，會將其相鄰信號線周圍的感應磁場轉化為感應電流，而感應電流會使電壓增大或減小，從而造成抖動。
2. 敏感信號通路上的EMI輻射：電源、AC電源線和RF信號源都屬于EMI源。與串擾類似，當附近存在EMI輻射時，時序信號通路上感應到的噪聲電流會調制時序信號的電壓值。
3. 多層基底中電源層的噪聲：這種噪聲可能改變邏輯門的閾值電壓，或者改變閾值電壓的參考地電平，從而改變開關門電路所需的電壓值。
4. 多個門電路同時轉換為同一種邏輯狀態(tài)：這種情況可能導致電源層和地層上感應到尖峰電流，從而可能使閾值電壓發(fā)生變化。
隨機抖動是指由較難預測的因素導致的時序變化。例如，能夠影響半導體晶體材料遷移率的溫度因素，就可能造成載子流的隨機變化。另外，半導體加工工藝的變化，例如摻雜密度不均，也可能造成抖動。
隨機抖動最基本的一個特性就是隨機性，因此我們可以用高斯統(tǒng)計分布來描述其特性。例如，對一個只包含隨機抖動因素的時鐘振蕩器的振蕩周期進行100次連續(xù)測量，測量結果會呈高斯分布（或稱正態(tài)分布）。在其均值加減1個標準差的范圍內包含了所有周期測量數(shù)據(jù)的68.26%，在其均值+/- 2倍標準差的范圍內包含所有測量數(shù)據(jù)的95.4 %，+/- 3倍標準差范圍內包含99.73%的測量數(shù)據(jù)，+/- 4倍標準差范圍內包含99.99366%的測量數(shù)據(jù)。
從這種正態(tài)分布中，我們可以得到兩種常見的抖動定義：
1. 峰峰值抖動，即正態(tài)曲線上最小測量值到最大測量值之間的差距。在大多數(shù)電路中，該值會隨測量樣本數(shù)的增多而變大，理論上可達無窮大。因此，這種測量意義不大。
2. RMS(均方根)抖動，即正態(tài)分布一階標準偏差的值。該值隨樣本數(shù)的增加變化不大，因而這種測量較有意義。但這種測量只在純高斯分布中才有效，如果分布中存在任何確定性抖動，那么利用整個抖動直方圖上的一階方差來估計抖動出現(xiàn)的可能性就是錯誤的。
注意：多個隨機抖動源可以用RMS方式相加，但要得到總的抖動，需要利用峰峰值，以便將隨機抖動與確定性抖動相加。
二、相位噪聲是頻率域的概念
相位噪聲是對信號時序變化的另一種測量方式，其結果在頻率域內顯示。
如果沒有相位噪聲，那么振蕩器的整個功率都應集中在頻率f=fo處。但相位噪聲的出現(xiàn)將振蕩器的一部分功率擴展到相鄰的頻率中去，產生了邊帶 (sideband)。
相位噪聲通常定義為在某一給定偏移頻率處的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB為單位的該頻率處功率與總功率的比值。一個振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內的信號功率與信號的總功率比值。
怎樣將電路板上的相位噪聲和抖動降至最低
電路板設計師可以通過兩種關鍵技術降低板上的確定性信號抖動：
1．完全以差分形式收發(fā)信號：諸如LVDS或LVPECL等一些以差分方式收發(fā)信號，都能極大降低確定性抖動的影響，而且這種差分通路還能消減信號通路上的所有干擾和串擾。由于這種信號收發(fā)系統(tǒng)對共模噪聲本來就有高度抑制能力，因此差分形式本來就有消除抖動的趨向。
2．仔細布線：只要可能，就要避免出現(xiàn)寄生信號，因為這種信號可能會通過串擾或干擾對信號通路產生影響。走線應該越短越好，而且不應與承載高速開關數(shù)字信號的走線交叉。如果采用了差分信號收發(fā)系統(tǒng)，那么兩條差分信號線就應盡可能靠近，這樣才能更好地利用其固有的共模噪聲抑制特性。