測量扇出緩沖器中的附加抖動

　　如果您在通信行業(yè)工作，那么您可能很熟悉抖動對系統(tǒng)性能的影響。抖動不僅會降低數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的性能，而且還可在高速數(shù)字系統(tǒng)中產(chǎn)生誤碼。憑直覺判斷，給時鐘增加噪聲會增大系統(tǒng)其它部分的噪聲。因此我總是試圖通過選擇可帶來最小附加抖動的組件來最大限度地降低總體抖動。顧名思義，附加抖動就是由位于時鐘源(例如合成器或振蕩器)與被計時器件之間的組件所增加的噪聲。該附加噪聲可增大時鐘的不確定性，導(dǎo)致抖動增加。

　　在實際系統(tǒng)中，一個時鐘源要驅(qū)動多個器件，因此可使用時鐘緩沖器(通常稱為扇出緩沖器)來復(fù)制信號源，提供更高的激勵電平。

　　圖 1. 使用扇出緩沖器創(chuàng)建大量單輸入頻率副本

　　LMK00304 扇出緩沖器就是一個很好的例子。時鐘緩沖器產(chǎn)生的附加抖動主要影響時鐘的寬頻帶噪聲。它可使用圖 2 中所示的方根公式進行計算。

　　圖 2. 時鐘扇出緩沖器的級聯(lián)為驅(qū)動器件帶來的附加抖動

　　附加抖動的計算方法是：使用信號源 (J<**>1) 測量出總體綜合抖動，然后加入緩沖器并在輸出端進行相同的測量。不過要小心一點，……如果您使用傳統(tǒng)信號發(fā)生器，那么時鐘的噪聲等級可能會誤導(dǎo)您，讓您以為所產(chǎn)生的附加噪聲微不足道。

　　良好的測量技術(shù)可確保測量所使用信號源的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被測量器件。例如，使用一個由 Agilent E5052 信號源分析器和 Wenzel 100 MHz 振蕩器(具有信號調(diào)節(jié))組成的測試裝置，我們將測量到大約 46fs 的綜合抖動。而在時鐘后面布置一個緩沖器并進行相同的測量，則可得到大約 102fs 的總體綜合抖動。使用以下公式計算附加抖動：

　　我們的測試裝置得到了大約 91fs 的附加抖動。如果我們將時鐘源改為高質(zhì)量信號發(fā)生器等可能將要裝在您工作臺上的組件，信號源抖動將升高至 150fs 左右。這就越來越有意思了，……而且也不那么顯眼。如果現(xiàn)在我們將相同的緩沖器放在該噪聲源的后面并再次測量總體綜合抖動，得到的結(jié)果將大體相同，會讓我們認(rèn)為附加抖動可以忽略。

　　因此，您在比較不同廠商時鐘緩沖器的產(chǎn)品說明書時，務(wù)必要查看參數(shù)說明(或者給應(yīng)用工程師打個**)，了解抖動如何測量。如果時鐘源的噪聲相對于被測量器件而言比較高，那么抖動數(shù)字可能會有誤導(dǎo)性。您在自己進行測量時也要牢記這一點，否則您可能會發(fā)現(xiàn)尋找附加抖動的地方完全不對!