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《高速ADC時鐘芯片選型和jitter計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、高速ADC時鐘jitter求解高速ADC的吋鐘jitter會影響高速ADC的信噪比SNR,而信噪比決定了模擬前端輸入的有效范圍。所以需要先確定模擬前端的有效輸入范圍，然后確定應(yīng)該滿足的SNR,然后推導(dǎo)出時鐘jittero一、模擬前端動態(tài)輸入范圍和有效位ENOB的關(guān)系假設(shè)ADC的最大輸入幅度是Vpp（單位V）,分辨率位數(shù)N位，有效位數(shù)ENOB位。有效位數(shù)ENOB是ADC的N位分辨率中實際有用的位數(shù)。N位ADC理論最小分辨率滿足1LSB=粵2n然而如果ADC的噪聲信號大于1LSB,則ADC采樣信號的N位表示屮并不是每一位都能表示采樣信號，所以實際的分辨率位
2、數(shù)會小于N,實際的分辨率位數(shù)我們稱為有效位數(shù)ENOBo因此對于ADC來說，更加有效的參數(shù)是ENOB,而不是N,ADC實際的最小分辨率應(yīng)該為："SB=鵲ADC的模擬輸入動態(tài)范圍為（VppMin,VppMax）,VppMin和VppMax使用下面公式計算模擬輸入的幅度寬度：VppMax-VppMin=6.02ENOB二、有效位ENOB、信噪比SNR、信納比SINAD,總諧波失真THD之間的關(guān)系2.1、SNRSNR的定義是信號幅度均方根與噪聲幅度均方根的比值。假設(shè)信號幅度均方根是S,噪聲均方根是N,貝1JSNR=20lgg）2.3、SINADSINAD是信號
3、幅度均方根與所有其它頻譜成分（包括諧波但不含直流）的和方根的平均值之比。假設(shè)信號諧波幅度均方根是N,貝iJSINAD=20lg（缶）2.2、THDTHD指的是基波信號的均方根值與其諧波（一般僅前5次諧波比較重要）的和方根的平均值Z比。假設(shè)2次、3次、4次以上的和諧波失真分別為HD2,HD3,HDn,總諧波失真是D,則THD可以用下面公式求解：THD=20lg-HD2/10+I。-HD3/10十-HDn/10)有些ADC的datasheet提供里THD的值，但是也有一些沒有直接提供THD值得，沒有提供THD值得可以使用HD2,HD3,HDn計算。2.4E
4、NOB、SNR、SINAD、THD之間的關(guān)系信納比和有效位數(shù)Z間滿足一個確定的關(guān)系：SINAD-1.78ENOB=—SINAD=20lg6.02因此我們可以根據(jù)所需要的ENOB來推導(dǎo)出ADC需要滿足的SINAD的值。由SINAD、THD和SNR的定義可以推導(dǎo)出如下公式：亓薔)=_10?(10—THD/10+io-SNR/10)THD是ADC可以通過ADC的datasheet直接查找到或者I'可接求出來，所以對于滿足需求的SINAD,我們能夠推導(dǎo)出來SNR應(yīng)該滿足的條件。三、SNR求解ADC的SNR主要由三部分引起：量化噪聲，熱噪聲，抖動噪聲。3.1、量
5、化噪聲q=1LSBADC對采樣信號量化的時候，一定會產(chǎn)生一定的誤差，從量化上來講實際信號和量化后的信號之間的誤差最大為O.SLSBo量化誤差如下圖所示：ERROR(INPUT-OUTPUT)yiAAAA//"量化誤差引起的信噪比計算公式：5/V/?QuantizationNoise=6.02N+1.763.2、熱噪聲熱噪聲是芯片固有的一個噪聲，由采樣緩存器噪聲，采樣切換阻抗等引起的，是一個定值，一般ADC都會給出熱噪聲的信噪比。如果沒有給出可以使用下面公式計算：SNRThermal_Noise=—NSDqbfS/Hz~101g(fsamp2f/2)NS
6、D：noisespectraldensityornoisefloordensity3.3.抖動噪聲抖動噪聲主要是rtr丁時鐘抖動和孔徑抖動造成的。上面兩個圖分別描述了時鐘抖動和孔徑抖動對采樣點的影響，這兩個抖動都會造成采樣點的偏移，然而最后對數(shù)據(jù)處理的時候，會默認(rèn)這些點都在理想位置采樣的，在頻域上會造成信號頻率的彌散；另外一個理解方法是每一個采樣點的實際采樣值和理想采樣值都有一定的偏差，相當(dāng)于對每一個點都疊加了一個噪聲。時鐘抖動引起的噪聲的信噪比使用下面公式計算SNRjitter_NoiseTjitter=J(fitter,Clock_Input)+A
7、perturejitter)從上面兩個公式可以得出信噪比與采樣時釗'jitter成反比，與輸入信號頻率成反比，因此對于輸入信號的頻率越高，對時鐘信號的jitter要求越嚴(yán)格。3.4、總噪聲ADC總噪聲是量化噪聲，熱噪聲，抖動噪聲之和。量化噪聲很多時候并不考慮，因為很多時候熱噪聲會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于量化噪聲。當(dāng)信號頻率較低的時候，主要考慮熱噪聲，當(dāng)信號頻率較高的時候，才會考慮抖動噪聲ADC總信噪比用下面公式計算：(―SN/?QUan(j2ation_Noise-SNRjitter.Noise-SNRThermalNoise1010+10io+10io-=I四、吋
8、鐘jitter求解過程1.根據(jù)被采樣信號的輸入幅度計算出ADC的模擬前端至少盅要多大的輸入范圍
