轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘技術(shù)向高速數(shù)據(jù)時(shí)鐘發(fā)展

然而，實(shí)際達(dá)到的SNR將受到該抖動(dòng)和固有ADC噪聲的共同影響。圖2 FFT波形的SNR(76db)與根據(jù)時(shí)鐘抖動(dòng)得出的估算值(72.2db)的和平方根將得出70.68db的復(fù)合SNR。

為了檢驗(yàn)這一估算值，圖4顯示了采用此時(shí)鐘IC作為采樣時(shí)鐘的相應(yīng)ADC FFT波形。所達(dá)到的SNR接近基于時(shí)鐘抖動(dòng)的估算值，體現(xiàn)了時(shí)鐘抖動(dòng)對(duì)ADC性能的影響至關(guān)重要。

圖4：采用時(shí)鐘IC的14位ADC的FFT波形。模擬輸入頻率= 170MHZ，時(shí)鐘頻率= 122.88MHz。SNRFS =70.75db。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，公式2中的抖動(dòng)是寬帶均方根抖動(dòng)。抖動(dòng)帶寬有時(shí)被認(rèn)為是ADC編碼輸入的有效帶寬。由于該ADC是個(gè)采樣系統(tǒng)，編碼輸入的寬帶噪聲在奈奎斯特頻帶內(nèi)可能被混疊多次。被混疊的抖動(dòng)帶寬的有效數(shù)字等于將奈奎斯特帶寬除以編碼輸入的帶寬。(見參考文獻(xiàn)3提供的詳細(xì)方案)。但如果時(shí)鐘邊沿的壓擺率很快速，在編碼輸入處噪聲電壓到時(shí)間誤差(抖動(dòng))的轉(zhuǎn)換將被衰減。通過在編碼輸入之前改善時(shí)鐘邊沿和保持很高的壓擺率可獲得最佳的性能。在這些條件下，將抖動(dòng)進(jìn)行高達(dá)奈奎斯特頻率的積分就可提供一個(gè)合理的估算，因?yàn)樯鲜鱿嚓P(guān)性表明了該時(shí)鐘抖動(dòng)對(duì)ADC SNR的影響。

盡管上述討論的重點(diǎn)是ADC，本底噪聲和DAC的SNR由于高抖動(dòng)采樣時(shí)鐘會(huì)以類似方式下降。

采樣時(shí)鐘的寬帶抖動(dòng)并不是采樣時(shí)鐘頻譜純度的唯一需要考慮的方面。“近載波”(close-in)相位噪聲3也會(huì)影響系統(tǒng)性能。

不過近載波相位噪聲對(duì)SNR的影響甚微，更重要的影響來自相鄰信道信號(hào)產(chǎn)生的相位噪聲，可以使一個(gè)“有用”信號(hào)失真。這種效應(yīng)類似于模擬混頻過程中的相位噪聲相互混頻。轉(zhuǎn)換器的編碼過程本質(zhì)上是復(fù)制混頻過程。編碼時(shí)鐘和模擬輸入信號(hào)在時(shí)域中相乘。這相當(dāng)于在頻域中進(jìn)行大家熟知的卷積。如圖5所示，其結(jié)果是造成在編碼時(shí)鐘上的任何相位噪聲裙緣將被復(fù)制在采樣輸入信號(hào)上。基于編碼率和采樣信號(hào)之間的頻率比例，關(guān)于每個(gè)載波幅度的相對(duì)相位噪聲將被修改。一個(gè)強(qiáng)相鄰信道信號(hào)的相位噪聲裙緣擴(kuò)展到一個(gè)有用弱信道時(shí)，并有效地使后者失真，問題就出現(xiàn)了。圖6的FFT波形體現(xiàn)了這種效應(yīng)。在此圖中，一個(gè)ADC采樣一個(gè)小的有用信號(hào)，但存在很強(qiáng)的相鄰干擾，干凈時(shí)鐘條件和高相位噪聲條件相重疊?？梢钥闯觯瑫r(shí)鐘的相位噪聲裙緣在強(qiáng)干擾上被復(fù)制，并擴(kuò)展到有用信號(hào)的頻帶中。取決于所采用的調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)，相位噪聲頻率偏移可從數(shù)十kHz擴(kuò)展至數(shù)MHz。

圖5 ：頻譜分析儀波形圖：層疊在干凈時(shí)鐘上的帶高相位噪聲的編碼。

圖6 ：強(qiáng)干擾的相位噪聲擴(kuò)展到“有用”信號(hào)頻段。