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ADC時鐘輸入考慮

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關鍵詞: ADC,時鐘信號,信噪比,模擬輸入

       為了充分發揮芯片的性能,應利用一個差分信號驅動ADC的采樣時鐘輸入端(CLK+和CLK−)。  通常,應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。 這兩個引腳有內部偏置,無需其它偏置。

      高速、高分辨率ADC對時鐘輸入信號的質量非常敏感。為使高速ADC實現出色的信噪比(SNR),必須根據所需的輸入頻率認真考慮均方根(rms)時鐘抖動。rms時鐘抖動可能會限制SNR,哪怕性能最佳的ADC也不例外,輸入頻率較高時情況會更加嚴重。  在給定的輸入頻率(fA)下,僅由孔徑抖動(tJ)造成的SNR下降計算公式如下:

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

      公式中,均方根孔徑抖動表示所有抖動源(包括時鐘輸入信號、模擬輸入信號和ADC孔徑抖動)的均方根。 中頻欠采樣應用對抖動尤其敏感,如下圖所示。  均方根時鐘抖動相同時,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鐘抖動條件下受限于SNR的性能與輸入頻率的關系。  可注意到,隨著輸入頻率提高,為了實現與較低輸入頻率下相同的SNR限值,需要降低均方根時鐘抖動。  例如,均方根時鐘抖動為200fs時,ADC在250MHz時的SNR性能限值為70dB,但1GHz輸入信號要實現相同性能,均方根時鐘抖動必須為50fs或更低。

    理想信噪比與模擬輸入頻率和抖動的關系

      理想信噪比與模擬輸入頻率和抖動的關系

      當孔徑抖動可能影響ADC的動態范圍時,應將時鐘輸入信號視為模擬信號。 為避免在時鐘信號內混入數字噪聲,時鐘驅動器電源應與ADC輸出驅動器電源分離。  如果時鐘信號來自其它類型的時鐘源(通過門控、分頻或其它方法),則應在最后對原始時鐘進行重定時。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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