2 了解相位噪聲與抖動之間的差異

良好的相位噪聲對于充分提高 ADC 的性能至關(guān)重要。在嘗試實(shí)現(xiàn)所需轉(zhuǎn)換器的額定性能時(shí)，了解采樣時(shí)鐘的相位噪聲以及與抖動的關(guān)系非常重要。

通常使用相位噪聲曲線或圖形來分析時(shí)鐘或時(shí)鐘信號鏈的總體噪聲性能。相位噪聲是來自電源或其他噪聲源的任何加性噪聲的累積結(jié)果，這些噪聲會影響時(shí)鐘的純 音并導(dǎo)致信號偏離理想狀態(tài)。信號的相位會發(fā)生變化，從而圍繞分析的信號音調(diào)產(chǎn)生相位噪聲曲線。然后通過在特定頻率范圍或積分帶寬內(nèi)對信號音調(diào)的相位噪聲曲線進(jìn)行積分來計(jì)算抖動。圖 2-1 展示了積分帶寬為 20Hz 至 130MHz 時(shí)的相位噪聲曲線。藍(lán)線是要分析的相位噪聲曲線，兩條紅色垂直線表示積分帶寬限制。

要計(jì)算抖動，請將積分帶寬下限設(shè)置為接近直流的值，以考慮時(shí)鐘的整個相位噪聲曲線。在該應(yīng)用中，我們選擇了 20Hz。為了獲得積分上限，我們建議至少使用 ADC 采樣頻率 (Fs)，而為了進(jìn)行更好的分析，請使用 2×Fs。例如，如果 ADC 的采樣速率為 65MSPS，則積分帶寬范圍為 20Hz 到至少 65MHz（如果要更詳細(xì)考慮噪聲，則最高可達(dá) 130MHz）。很多時(shí)候，2×Fs 更適合于了解寬帶噪聲貢獻(xiàn)并確保達(dá)到采樣時(shí)鐘的本底噪聲。

確定積分帶寬后，可以根據(jù)相位噪聲曲線計(jì)算抖動。首先，根據(jù)對數(shù)刻度將每個部分細(xì)分為不同的象限，例如 10kHz 至 100kHz、100kHz 至 1MHz 等。然后，對每個象限進(jìn)行單獨(dú)積分以確定噪聲功率。然后，將每個噪聲功率加在一起以了解曲線下的總噪聲功率。最后，根據(jù)總噪聲功率來計(jì)算 RMS 相位抖動（以弧度或秒為單位）。圖 2-2 展示了如何利用四個象限對相位噪聲曲線進(jìn)行積分以計(jì)算指定積分帶寬附近的總抖動。