Jitter

O zjawisku jitter (w języku polskim brak popularnego odpowiednika) w cyfrowym audio zaczęto szerzej mówić pod koniec lat 1980-tych. Producenci sprzętu CD zdali sobie sprawę, że odtwarzanie dźwięku zależy nie tylko od jakości toru analogowego czy konwerterów C/A, ale również od toru cyfrowego.

W przypadku idealnym sygnał cyfrowy (zerojedynkowy ciąg 10101110...) powinien mieć przed konwersją C/A kształt prostokątny i w pełni regularny. Zbocza powinny być pionowe (czyli nieskończenie strome) a punkty taktowania powinny przypadać w ściśle określonych punktach czasu. W rzeczywistości jest inaczej. Sygnał odczytany z płyty CD, z taśmy magnetofonu cyfrowego czy innego źródła nie jest ciągiem prostokątów, przejścia między stanem niskim a wysokim nie są idealnie pionowe lecz spłaszczone, a dodatkowo na sygnał właściwy nałożone są przeróżne zakłócenia. Stromizna zboczy, czasowa synchronizacja kolejnych przejść między stanem niskim a wysokim, a także nałożone zakłócenia mogą się zmieniać w miarę jak sygnał przechodzi przez kolejne układy, elementy czy połączenia. Nawet sam zapis informacji na nośniku może mieć zróżnicowany poziom jittera. W skrajnym przypadku zniekształcenia kształtu sygnału cyfrowego mogą nawet doprowadzić do przekłamania wartości odczytanego bitu. W normalnych warunkach powodują zaś przesunięcie czasowe punktów taktowania - czyli właśnie jitter.

Kluczowe znaczenie ma fakt, że wartość sygnału analogowego na wyjściu przetwornika CA jest zależna nie tylko od wartości cyfrowych próbek na wejściu, ale także od poziomu jittera. Wbrew temu co można przeczytać w opisie uproszczonych modeli, dla przetwornika ważna jest bowiem nie tylko wartość kolejnej próbki, ale także moment, w którym jest ona odczytana. Uściślając to jeszcze bardziej możemy powiedzieć, że jeśli dwa sygnały o jednakowej wartości cyfrowej różnią się poziomem jittera, to po przejściu przez przetwornik CA dadzą one dwa różne sygnały analogowe. Zjawisko to nie występowałby wówczas gdyby dostępne były idealne przetworniki CA. Wszystkie istniejące w rzeczywistości układy konwersji CA są jednak w mniejszym lub większym stopniu podatne na jitter. Do pomiaru zniekształceń jitter opracowane zostały ustandaryzowane metody.

Aby zredukować jitter stosuje się szereg działań prewencyjnych. Można tu wspomnieć o samej dokładności zegara taktującego, o sposobie doprowadzenia sygnału zegara do taktowanych układów w niezniekształconej formie, synchronizację zegarów kolejnych bloków urządzenia i wiele innych zagadnień.

Istnieją też techniki do redukcji jittera, który powstał w stopniach wcześniejszych. Stosuje się na przykład zapis sygnału do bufora i jego powtórne odtwarzanie z nowym zegarem. W niektórych urządzeniach znajdują się szeregowo połączone pętle PLL do zwiększania precyzji czasowej sygnału.