時(shí)域時(shí)鐘抖動分析
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表 6 1.27-ps 時(shí)鐘抖動的 SNR 結(jié)果
為了證明未濾波時(shí)鐘信號的相位噪聲需要積分至約兩倍采樣頻率，我們實(shí)施了如下試驗(yàn)：在 CDCE72010 輸出和 ADS54RF63 時(shí)鐘輸入之間添加不同的低通濾波器。
需要注意的是，與先前試驗(yàn)中的帶通濾波器一樣，3X 時(shí)鐘頻率以下帶寬的低通濾波器降低了時(shí)鐘信號的轉(zhuǎn)換速率。低通濾波器消除了會產(chǎn)生更快速時(shí)鐘信號升時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率的高階諧波，從而增加了 ADC 的孔徑抖動。正因如此，我們將前面試驗(yàn)的相同低噪聲 RF 放大器添加到時(shí)鐘通路，并且利用可變衰減器讓轉(zhuǎn)換速率匹配信號生成器（參見圖 17）。
將不同轉(zhuǎn)角頻率的低通濾波器用于 ADS54RF63 的采樣時(shí)鐘（如圖 18 所示），得到了一些如表 7 所列有趣值。該試驗(yàn)結(jié)果表明，LVCMOS 輸出對時(shí)鐘抖動的相位噪聲影響被限制在約 200 到 250 MHz，其相當(dāng)于 122.88-MHz 時(shí)鐘信號的 80-MHz 到 130-MHz 偏移頻率，并約為 2x 采樣頻率。因此，將寬帶相位噪聲擴(kuò)至 123-MHz 偏移頻率，會產(chǎn)生 ~445 fs 的時(shí)鐘抖動，如圖 19 所示。理想情況下，積分下限應(yīng)該位于 500 Hz 處（原因是選擇的 131000點(diǎn)FFT）；但是，500-Hz 到 1 kMz 偏移頻率的抖動貢獻(xiàn)值極其低，因此為了簡單起見其在本測量中被忽略。
表 7 ADS54RF63 的測得 SNR
利用調(diào)節(jié)后的相位噪聲曲線圖，計(jì)算得抖動較好地匹配了 SNR 測量結(jié)果，其在 ADS54RF63 和 ADS5483 的 10 到 30 fs 范圍內(nèi)（參見表 8）?？紤]到在第三諧波周圍可能存在相位噪聲的較小時(shí)鐘抖動影響，該計(jì)算得 SNR 只是一種非常接近的估算結(jié)果。
表 8 445-fs 時(shí)鐘抖動的 SNR 結(jié)果
表 9 濾波后及未濾波時(shí)鐘的測得SNR
結(jié)論
本文介紹了使用某個(gè)濾波或未濾波時(shí)鐘源時(shí)，如何正確地估算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的 SNR。表 9 概括了得到的結(jié)果。盡管時(shí)鐘輸入的帶通濾波器對于最小化時(shí)鐘抖動是必要的，但實(shí)驗(yàn)表明它會降低時(shí)鐘轉(zhuǎn)換速率，并使 ADC 的孔徑抖動降級。因此，最佳的時(shí)鐘解決方案應(yīng)包括一個(gè)限制相噪影響的帶通濾波器，以及一定的時(shí)鐘振幅放大和轉(zhuǎn)換速率，目的是最小化 ADC 的孔徑抖動。
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