測量扇出緩沖器中的附加抖動(dòng)

　　如果您在通信行業(yè)工作，那么您可能很熟悉抖動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。抖動(dòng)不僅會(huì)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(shí)鐘增加噪聲會(huì)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(dòng)的組件來最大限度地降低總體抖動(dòng)。顧名思義，附加抖動(dòng)就是由位于時(shí)鐘源(例如合成器或振蕩器)與被計(jì)時(shí)器件之間的組件所增加的噪聲。該附加噪聲可增大時(shí)鐘的不確定性，導(dǎo)致抖動(dòng)增加。

　　在實(shí)際系統(tǒng)中，一個(gè)時(shí)鐘源要驅(qū)動(dòng)多個(gè)器件，因此可使用時(shí)鐘緩沖器(通常稱為扇出緩沖器)來復(fù)制信號(hào)源，提供更高的激勵(lì)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(gè)很好的例子。時(shí)鐘緩沖器產(chǎn)生的附加抖動(dòng)主要影響時(shí)鐘的寬頻帶噪聲。它可使用圖 2 中所示的方根公式進(jìn)行計(jì)算。

　　圖 2. 時(shí)鐘扇出緩沖器的級(jí)聯(lián)為驅(qū)動(dòng)器件帶來的附加抖動(dòng)

　　附加抖動(dòng)的計(jì)算方法是：使用信號(hào)源 (J<**>1) 測量出總體綜合抖動(dòng)，然后加入緩沖器并在輸出端進(jìn)行相同的測量。不過要小心一點(diǎn)，……如果您使用傳統(tǒng)信號(hào)發(fā)生器，那么時(shí)鐘的噪聲等級(jí)可能會(huì)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(hào)源的噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被測量器件。例如，使用一個(gè)由 Agilent E5052 信號(hào)源分析器和 Wenzel 100 MHz 振蕩器(具有信號(hào)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(dòng)。而在時(shí)鐘后面布置一個(gè)緩沖器并進(jìn)行相同的測量，則可得到大約 102fs 的總體綜合抖動(dòng)。使用以下公式計(jì)算附加抖動(dòng)：

　　我們的測試裝置得到了大約 91fs 的附加抖動(dòng)。如果我們將時(shí)鐘源改為高質(zhì)量信號(hào)發(fā)生器等可能將要裝在您工作臺(tái)上的組件，信號(hào)源抖動(dòng)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(dòng)，得到的結(jié)果將大體相同，會(huì)讓我們認(rèn)為附加抖動(dòng)可以忽略。

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