時鐘抖動時域分析(中)

　　表5 90-fs時鐘抖動和RF放大器的SNR結果

　　未濾波采樣時鐘試驗

　　為了強調濾波采樣時鐘的重要性，在下一個試驗中，我們將時鐘帶通濾波器從CDCE72010輸出端去除。在圖15所示結構中，我們使用了E5052A相位噪聲分析儀來捕獲時鐘相位噪聲。但是不幸的是，該分析儀對相位噪聲的測量僅達到40-MHz載波頻率偏移，并且在這點以外沒有給出任何相位噪聲特性的相關信息。

　　圖15 未濾波采樣時鐘輸入的測試裝置結構

　　要設定使用未濾波時鐘時的正確積分上限，我們必須再一次復習一下采樣理論。CDCE72010的未濾波時鐘輸出看起來像一種具有快速升降沿的方波，而其升降沿由時鐘頻率的基頻正弦波高階諧波引起。這些諧波的振幅比基頻低，且其振幅隨諧波階增加而下降。

　　在采樣時間，基頻正弦波及高階諧波與輸入信號混頻，如圖16所示。(為了簡單起見，僅顯示了一個諧波。)因此，三階諧波周圍的相位噪聲與輸入信號混頻，而第三諧波也形成一個混頻結果。但是，由于時鐘信號的第三諧波的振幅更低，因此該混頻結果的振幅也被降低。

　　圖16 采樣時間時鐘基頻及其諧波與輸入信號混頻

　　兩個采樣信號組合在一起時，我們可以看到，一旦振幅差異超出~3 dB時，由第三諧波引起的總相位噪聲減弱為最小。由于基頻和第三諧波之間的交叉點為2 × fs，將寬帶相位噪聲積分至2 × fs可以得到相當準確的結果。

如后面圖19所示，CDCE72010的未濾波LVCMOS輸出相位噪聲在–153 dBc/Hz附近穩(wěn)定，其始于~10 MHz偏移頻率，原因可能是LVCMOS輸出緩沖器的熱噪聲。ADS54RF63 EVM具有~1 GHz(受限于變壓器)的時鐘輸入帶寬;因此理論上而言，應該可以對相位噪聲求積分為~1GHz(在900-MHz偏移頻率的3dB時下降)。這會帶來~1.27ps的采樣時鐘抖動，并將fIN = 1GHz的SNR降至~42.8 dBFS!