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ADC時(shí)鐘輸入考慮

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關(guān)鍵詞: ADC,時(shí)鐘信號,信噪比,模擬輸入

       為了充分發(fā)揮芯片的性能,應(yīng)利用一個(gè)差分信號驅(qū)動(dòng)ADC的采樣時(shí)鐘輸入端(CLK+和CLK−)。  通常,應(yīng)使用變壓器或電容將該信號交流耦合到CLK+引腳和CLK−引腳內(nèi)。 這兩個(gè)引腳有內(nèi)部偏置,無需其它偏置。

      高速、高分辨率ADC對時(shí)鐘輸入信號的質(zhì)量非常敏感。為使高速ADC實(shí)現(xiàn)出色的信噪比(SNR),必須根據(jù)所需的輸入頻率認(rèn)真考慮均方根(rms)時(shí)鐘抖動(dòng)。rms時(shí)鐘抖動(dòng)可能會限制SNR,哪怕性能最佳的ADC也不例外,輸入頻率較高時(shí)情況會更加嚴(yán)重。  在給定的輸入頻率(fA)下,僅由孔徑抖動(dòng)(tJ)造成的SNR下降計(jì)算公式如下:

      SNR = 20 × log10 (2 × π × fA × tJ)

      公式中,均方根孔徑抖動(dòng)表示所有抖動(dòng)源(包括時(shí)鐘輸入信號、模擬輸入信號和ADC孔徑抖動(dòng))的均方根。 中頻欠采樣應(yīng)用對抖動(dòng)尤其敏感,如下圖所示。  均方根時(shí)鐘抖動(dòng)相同時(shí),若ADC的模擬輸入頻率提高到三倍,SNR會降低10dB。

      圖中顯示了不同均方根時(shí)鐘抖動(dòng)條件下受限于SNR的性能與輸入頻率的關(guān)系。  可注意到,隨著輸入頻率提高,為了實(shí)現(xiàn)與較低輸入頻率下相同的SNR限值,需要降低均方根時(shí)鐘抖動(dòng)。  例如,均方根時(shí)鐘抖動(dòng)為200fs時(shí),ADC在250MHz時(shí)的SNR性能限值為70dB,但1GHz輸入信號要實(shí)現(xiàn)相同性能,均方根時(shí)鐘抖動(dòng)必須為50fs或更低。

    理想信噪比與模擬輸入頻率和抖動(dòng)的關(guān)系

      理想信噪比與模擬輸入頻率和抖動(dòng)的關(guān)系

      當(dāng)孔徑抖動(dòng)可能影響ADC的動(dòng)態(tài)范圍時(shí),應(yīng)將時(shí)鐘輸入信號視為模擬信號。 為避免在時(shí)鐘信號內(nèi)混入數(shù)字噪聲,時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電源應(yīng)與ADC輸出驅(qū)動(dòng)器電源分離。  如果時(shí)鐘信號來自其它類型的時(shí)鐘源(通過門控、分頻或其它方法),則應(yīng)在最后對原始時(shí)鐘進(jìn)行重定時(shí)。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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