高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的抖動和SNR詳解
低抖動時鐘器件充其量有宣稱的 1 微微秒抖動規(guī)范,或者您也可以從一個 FPGA生成同樣較差的時鐘信號。這會使得高速 ADC 產(chǎn)生 SNR 誤差問題包括 ADC 量化噪聲、差分非線性 (DNL) 效應、有效轉(zhuǎn)換器內(nèi)部輸入噪聲和抖動。利用方程式 1 中的公式,您可以確定抖動是否有問題,公式給出了外部時鐘和純 ADC 抖動產(chǎn)生的 ADC SNR 誤差。
方程式 1
在該方程式中,fIN 為轉(zhuǎn)換器的輸入信號頻率。另外,tJITTER-TOTAL 為時鐘信號和ADC時鐘輸入電路的 rms 抖動。請注意,fIN 并非時鐘頻率 (fCLK)。外部時鐘器件到 ADC 的 1 微微秒抖動適合于一些而不是所有高速 ADC 應用,如圖 1 所示。
圖 1 抖動產(chǎn)生的 SNR 為輸入信號的函數(shù)
方程式 1 讓您能夠計算出特定 ADC 的要求時鐘抖動估計值。例如,一個 70 dB SNR 的 ADC,輸入信號為 100 MHz,您可以計算得到 tJITTER_TOTAL 的值為 503 微微秒。如果輸入 ADC 孔徑抖動為 150 微微秒,則由方程式 2 可得到一個較高的外部時鐘抖動要求估計值。
方程式 2
在方程式 2 中,tJITTER-CLK 為注入 ADC 時鐘的抖動,而 tJITTER-ADC 為 ADC 的孔徑抖動、時鐘振幅和斜率。繼續(xù)我們的估算,我們讓 tJITTER-ADC 只與 ADC 的 150 微微秒內(nèi)部抖動相等,并忽略時鐘振幅和斜率的影響。利用方程式 2,tJITTER-CLK 的高估值為 480 微微秒。
在本文中,我們只初步研究了改善高速 ADC 時鐘信號背后存在的一些問題。我們需要更多地關注時鐘振幅和斜率,因為它們影響系統(tǒng)抖動。另外,我們還需要知道如何實施低抖動時鐘電路的硬件部分。
在本文介紹的第二種時鐘設計之中,您需要認真關注幾件事情。時鐘抖動在 ADC 輸入頻率和實際時鐘抖動方面影響 ADC 的 SNR 性能。另外,不要總是相信時鐘器件廠商!在您轉(zhuǎn)向產(chǎn)品以前,請使用 ADC 廠商提供的評估板來測試您的時鐘源。您會對最終結果更為欣喜。
評論