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时域时钟抖动分析(上)二

作者:时间:2012-09-29来源:网络收藏
让我们来对一个具有 400 fs 时钟电路和 ~73 dB 热噪声的 14 位 ADC 进行分析。低输入频率(例如:10MHz 等)下,该 ADC 的 SNR 主要由其热噪声定义。由于输入频率增加,400-fs 时钟越来越占据主导,直到 ~300 MHz 时完全接管。尽管相比 10MHz 的 SNR,100MHz 输入频率下时钟带来的 SNR 每十倍频降低 20dB,但是总 SNR 仅降低 ~3.5 dB(降至 69.5dB),因为存在 73-dB 热噪声(请参见图 5):

  

时域时钟抖动分析(上)二

  现在,很明显,如果 ADC 的热噪声增加,对高输入频率采样时时钟抖动便非常重要。例如,一个 16 位 ADC 具有 ~77 到 80 dB 的热噪声层。根据图 4 所示曲线图,为了最小化 100MHz 输入频率 SNR 的时钟抖动影响,时钟抖动需为大约 150 fs 或更高。

  确定采样时钟抖动

  如前所述,采样时钟抖动由时钟的计时不准(相位噪声)和 ADC 的窗口抖动组成。这两个部分结合组成如下:

  

时域时钟抖动分析(上)二

  我们在产品说明书中可以找到 ADC 的孔径口抖动 (aperture jitter)。这一值一般与时钟振幅或转换速率一起指定,记住这一点很重要。低时钟振幅带来低转换速率,从而增加窗口抖动。

  时钟输入抖动

  时钟链(振荡器、时钟缓冲器或 PLL)中器件的输出抖动一般规定在某个频率范围内,该频率通常偏离于基本时钟频率 10 kHz 到 20 MHz(单位也可以是微微秒或者绘制成相位噪声图),可以将其整合到一起获取抖动信息。但是,低端的 10kHz 和高端的 20MHz 有时并非正确的使用边界,因为它们调试依赖于其他系统参数,我们将在后面进行详细介绍。图 6 描述了设置正确整合限制的重要性,图中的相位噪声图以其每十倍频抖动内容覆盖。我们可以看到,如果将下限设定为 100-Hz 或 10kHz 偏移,则产生的抖动便极为不同。同样地,例如,设置上整合限制为 10 或 20MHz,可得到相比 100MHz 设置极为不同的结果。

  图 5 产生的 ADC SNR 受热噪声和时钟抖动的限制

  

时域时钟抖动分析(上)二


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关键词: 时域时钟 抖动
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