基于時(shí)鐘輸入和相位噪聲的抖動(dòng)計(jì)算應(yīng)用

本文將采用低抖動(dòng)時(shí)鐘發(fā)生器AD9523為雙通道、14位、250 MSPS ADC AD9643提供時(shí)鐘。 使用這些產(chǎn)品后，常見(jiàn)的時(shí)鐘頻率為245.76 MHz，因此針對(duì)AD9523將采用30.72 MHz基準(zhǔn)電壓源(外部振蕩器)，并設(shè)置內(nèi)部寄存器，以生成AD9643的低抖動(dòng)時(shí)鐘輸出。根據(jù)時(shí)鐘輸入和相位噪聲的抖動(dòng)計(jì)算公式：

通過(guò)時(shí)鐘源的抖動(dòng)可以近似預(yù)測(cè)SNR的影響。 其中影響最大的是寬帶相位噪聲。 設(shè)計(jì)師可以利用AD9523在10 MHz失調(diào)到編碼帶寬(245.76 MHz)范圍內(nèi)的寬帶相位噪聲來(lái)預(yù)測(cè)ADC的SNR，如圖1所示。

從AD9523中，復(fù)制并得到兩種條件下產(chǎn)生的相位噪聲曲線(xiàn)。第一種條件是輸出時(shí)鐘頻率為122.88 MHz，第二種條件是輸出時(shí)鐘頻率為184.32 MHz?，F(xiàn)在，繼續(xù)做另一次近似推測(cè)，而這次的項(xiàng)數(shù)較為寬松。使用這兩條曲線(xiàn)中的數(shù)據(jù)執(zhí)行線(xiàn)性插值運(yùn)算，以便在輸出時(shí)鐘頻率為245.76 MHz的情況下近似得到10 MHz失調(diào)的相位噪聲。

10 MHz失調(diào)時(shí)，若輸出頻率為122.88 MHz，則相位噪聲為-158.3307 dBc/Hz。 類(lèi)似地，若輸出頻率為184.32 MHz，則相位噪聲為-156.2706 dBc/Hz。 執(zhí)行線(xiàn)性插值運(yùn)算，則輸出頻率為245.76 MHz時(shí)，10 MHz失調(diào)的預(yù)期相位噪聲為-154.21 dBc/Hz(如圖1所示)。 現(xiàn)在，利用等式近似計(jì)算面積，得到積分相位噪聲。

現(xiàn)在，通過(guò)計(jì)算得到了所有必須的要素，但依然缺少最后一個(gè)公式。 需要計(jì)算此抖動(dòng)對(duì)AD9643的SNR產(chǎn)生的影響。 現(xiàn)在來(lái)看看這個(gè)公式是什么，然后代入已知數(shù)。已知時(shí)鐘頻率和rms抖動(dòng)。 從AD9643數(shù)據(jù)手冊(cè)中可以得到140 MHz模擬輸入頻率下的SNR等于71.4 dBFS。 使用公式，可以看到結(jié)果為：

因此，當(dāng)使用AD9523為AD9643提供時(shí)鐘時(shí)，預(yù)期SNR值為68.763 dBFS。 最后，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行設(shè)置，檢查這些數(shù)字。

實(shí)驗(yàn)室結(jié)果顯示SNR值為68.848 dBFS： 這是一個(gè)非常好的結(jié)果! 這一結(jié)果表明實(shí)際測(cè)量值非常接近預(yù)測(cè)的68.653 dBFS，并且可以看到預(yù)測(cè)結(jié)果與測(cè)量結(jié)果如此一致。