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時域時鐘抖動分析(上)二

作者: 時間:2012-09-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
讓我們來對一個具有 400 fs 時鐘電路和 ~73 dB 熱噪聲的 14 位 ADC 進(jìn)行分析。低輸入頻率(例如:10MHz 等)下,該 ADC 的 SNR 主要由其熱噪聲定義。由于輸入頻率增加,400-fs 時鐘越來越占據(jù)主導(dǎo),直到 ~300 MHz 時完全接管。盡管相比 10MHz 的 SNR,100MHz 輸入頻率下時鐘帶來的 SNR 每十倍頻降低 20dB,但是總 SNR 僅降低 ~3.5 dB(降至 69.5dB),因為存在 73-dB 熱噪聲(請參見圖 5):

  

時域時鐘抖動分析(上)二

  現(xiàn)在,很明顯,如果 ADC 的熱噪聲增加,對高輸入頻率采樣時時鐘抖動便非常重要。例如,一個 16 位 ADC 具有 ~77 到 80 dB 的熱噪聲層。根據(jù)圖 4 所示曲線圖,為了最小化 100MHz 輸入頻率 SNR 的時鐘抖動影響,時鐘抖動需為大約 150 fs 或更高。

  確定采樣時鐘抖動

  如前所述,采樣時鐘抖動由時鐘的計時不準(zhǔn)(相位噪聲)和 ADC 的窗口抖動組成。這兩個部分結(jié)合組成如下:

  

時域時鐘抖動分析(上)二

  我們在產(chǎn)品說明書中可以找到 ADC 的孔徑口抖動 (aperture jitter)。這一值一般與時鐘振幅或轉(zhuǎn)換速率一起指定,記住這一點很重要。低時鐘振幅帶來低轉(zhuǎn)換速率,從而增加窗口抖動。

  時鐘輸入抖動

  時鐘鏈(振蕩器、時鐘緩沖器或 PLL)中器件的輸出抖動一般規(guī)定在某個頻率范圍內(nèi),該頻率通常偏離于基本時鐘頻率 10 kHz 到 20 MHz(單位也可以是微微秒或者繪制成相位噪聲圖),可以將其整合到一起獲取抖動信息。但是,低端的 10kHz 和高端的 20MHz 有時并非正確的使用邊界,因為它們調(diào)試依賴于其他系統(tǒng)參數(shù),我們將在后面進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖 6 描述了設(shè)置正確整合限制的重要性,圖中的相位噪聲圖以其每十倍頻抖動內(nèi)容覆蓋。我們可以看到,如果將下限設(shè)定為 100-Hz 或 10kHz 偏移,則產(chǎn)生的抖動便極為不同。同樣地,例如,設(shè)置上整合限制為 10 或 20MHz,可得到相比 100MHz 設(shè)置極為不同的結(jié)果。

  圖 5 產(chǎn)生的 ADC SNR 受熱噪聲和時鐘抖動的限制

  

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