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《高速ADC时钟芯片选型和jitter计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、高速ADC时钟jitter求解高速ADC的吋钟jitter会影响高速ADC的信噪比SNR,而信噪比决定了模拟前端输入的有效范围。所以需要先确定模拟前端的有效输入范围，然后确定应该满足的SNR,然后推导出时钟jittero一、模拟前端动态输入范围和有效位ENOB的关系假设ADC的最大输入幅度是Vpp（单位V）,分辨率位数N位，有效位数ENOB位。有效位数ENOB是ADC的N位分辨率中实际有用的位数。N位ADC理论最小分辨率满足1LSB=粤2n然而如果ADC的噪声信号大于1LSB,则ADC采样信号的N位表示屮并不是每一位都能表示采样信号，所以实际的分辨率位
2、数会小于N,实际的分辨率位数我们称为有效位数ENOBo因此对于ADC来说，更加有效的参数是ENOB,而不是N,ADC实际的最小分辨率应该为："SB=鵲ADC的模拟输入动态范围为（VppMin,VppMax）,VppMin和VppMax使用下面公式计算模拟输入的幅度宽度：VppMax-VppMin=6.02ENOB二、有效位ENOB、信噪比SNR、信纳比SINAD,总谐波失真THD之间的关系2.1、SNRSNR的定义是信号幅度均方根与噪声幅度均方根的比值。假设信号幅度均方根是S,噪声均方根是N,贝1JSNR=20lgg）2.3、SINADSINAD是信号
3、幅度均方根与所有其它频谱成分（包括谐波但不含直流）的和方根的平均值之比。假设信号谐波幅度均方根是N,贝iJSINAD=20lg（缶）2.2、THDTHD指的是基波信号的均方根值与其谐波（一般仅前5次谐波比较重要）的和方根的平均值Z比。假设2次、3次、4次以上的和谐波失真分别为HD2,HD3,HDn,总谐波失真是D,则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，但是也有一些没有直接提供THD值得，没有提供THD值得可以使用HD2,HD3,HDn计算。2.4E
4、NOB、SNR、SINAD、THD之间的关系信纳比和有效位数Z间满足一个确定的关系：SINAD-1.78ENOB=—SINAD=20lg6.02因此我们可以根据所需要的ENOB來推导出ADC需要满足的SINAD的值。由SINAD、THD和SNR的定义可以推导出如下公式：亓薔)=_10®(10—THD/10+io-SNR/10)THD是ADC可以通过ADC的datasheet直接查找到或者I'可接求出来，所以对于满足需求的SINAD,我们能够推导出來SNR应该满足的条件。三、SNR求解ADC的SNR主要由三部分引起：量化噪声，热噪声，抖动噪声。3.1、量
5、化噪声q=1LSBADC对采样信号量化的时候，一定会产生一定的误差，从量化上来讲实际信号和量化后的信号之间的误差最大为O.SLSBo量化误差如下图所示：ERROR(INPUT-OUTPUT)yiAAAA//"量化误差引起的信噪比计算公式：5/V/?QuantizationNoise=6.02N+1.763.2、热噪声热噪声是芯片固有的一个噪声，由采样缓存器噪声，采样切换阻抗等引起的，是一个定值，一般ADC都会给出热噪声的信噪比。如果没有给出可以使用下面公式计算：SNRThermal_Noise=—NSDqbfS/Hz~101g(fsamp2f/2)NS
6、D：noisespectraldensityornoisefloordensity3.3.抖动噪声抖动噪声主要是rtr丁时钟抖动和孔径抖动造成的。上面两个图分别描述了时钟抖动和孔径抖动对采样点的影响，这两个抖动都会造成采样点的偏移，然而最后对数据处理的时候，会默认这些点都在理想位置采样的，在频域上会造成信号频率的弥散；另外一个理解方法是每一个采样点的实际采样值和理想采样值都有一定的偏差，相当于对每一个点都叠加了一个噪声。时钟抖动引起的噪声的信噪比使用下面公式计算SNRjitter_NoiseTjitter=J(fitter,Clock_Input)+A
7、perturejitter)从上面两个公式可以得出信噪比与采样时钊'jitter成反比，与输入信号频率成反比，因此对于输入信号的频率越高，对时钟信号的jitter要求越严格。3.4、总噪声ADC总噪声是量化噪声，热噪声，抖动噪声之和。量化噪声很多时候并不考虑，因为很多时候热噪声会远远大于量化噪声。当信号频率较低的时候，主要考虑热噪声，当信号频率较高的时候，才会考虑抖动噪声ADC总信噪比用下面公式计算：(―SN/?QUan(j2ation_Noise-SNRjitter.Noise-SNRThermalNoise1010+10io+10io-=I四、吋
8、钟jitter求解过程1.根据被采样信号的输入幅度计算出ADC的模拟前端至少盅要多大的输入范围
