時(shí)鐘接口閾值區(qū)間附近的抖動會破壞ADC的時(shí)序。例如,，抖動會導(dǎo)致ADC在錯誤的時(shí)間采樣,，造成對模擬輸入的誤采樣，并且降低器件的信噪比（SNR）。降低抖動有很多不同的方法,，但是,，在get降低抖動的方法前我們必須找到抖動的根本原因！

　　時(shí)鐘抖動,，why,？

　　時(shí)鐘抖動的根本原因就是時(shí)鐘和ADC之間的電路噪聲。隨機(jī)抖動由隨機(jī)噪聲引起,，主要隨機(jī)噪聲源包括

　　熱噪聲(約翰遜或奈奎斯特噪聲),，由載流子的布朗運(yùn)動引起。

　　散粒噪聲,，與流經(jīng)勢壘的直流電流有關(guān),，該勢壘不連續(xù)平滑，由載流子的單獨(dú)流動引起的電流脈沖所造成,。

　　閃爍噪聲,，出現(xiàn)在直流電流流動時(shí)。該噪聲由攜帶載流子的半導(dǎo)體中的陷阱引起,，這些載流子在釋放前通常會形成持續(xù)時(shí)間較短的直流電流,。

　　爆裂噪聲，也稱爆米花噪聲,，由硅表面的污染或晶格錯位造成,，會隨機(jī)采集或釋放載流子。

　　ps.以上噪聲我們曾將詳細(xì)講解過,，有興趣的筒子點(diǎn)擊藍(lán)色字體查看~

　　查看時(shí)鐘信號噪聲,，how？

　　確定性抖動由干擾引起,，會通過某些方式使閾值發(fā)生偏移,，通常受器件本身特性限制。查看時(shí)鐘信號噪聲通常有三種途徑：時(shí)域,、頻域,、相位域。

　　咳咳,，敲黑板劃重點(diǎn),，以上三種途徑的具體方法如下↓↓↓

　　時(shí)域圖

　　圖1. 抖動的時(shí)域圖

　　時(shí)鐘抖動是編碼時(shí)鐘的樣本（不同周期）間的變化，包括外部和內(nèi)部抖動,。抖動引起的滿量程信噪比由以下公式得出

　　舉個栗子,，頻率為1 Ghz，抖動為100 FS均方根值時(shí),，信噪比為64 dB,。在時(shí)域中查看時(shí),，x軸方向的編碼邊沿變化會導(dǎo)致y軸誤差，幅度取決于邊沿的上升時(shí)間,。孔徑抖動會在ADC輸出產(chǎn)生誤差,，如圖2所示,。抖動可能產(chǎn)生于內(nèi)部的ADC、外部的采樣時(shí)鐘或接口電路,。

　　圖2. 孔徑抖動和采樣時(shí)鐘抖動的影響

　　圖3顯示抖動對信噪比的影響,。圖中顯示了5條線，分別代表不同的抖動值,。x軸是滿量程模擬輸入頻率,，y軸是由抖動引起的信噪比，有別于ADC總信噪比,。

　　圖3. 時(shí)鐘抖動隨模擬信號增大而提升信噪比

　　由抖動引起的信噪比和有效位數(shù)(ENOB)的關(guān)系由以下公式定義：

　　SNR = 6.02 N + 1.76 dB

　　其中N =有效位數(shù),。滿量程100 MHz輸入時(shí)，14位有效位數(shù)要求均方根抖動不超過0.125 ps或125 fs,。該公式假定ADC具有無限分辨率,，其中的唯一誤差是由時(shí)鐘抖動產(chǎn)生的噪聲。

　　圖4. 由抖動產(chǎn)生的理論信噪比和有效位數(shù)與滿量程正弦波模擬輸入頻率的關(guān)系

　　頻域圖

　　近載波噪聲出現(xiàn)在采樣時(shí)鐘中心頻率和等于信號帶寬一半的單邊帶(SSB)失調(diào)之間,。寬帶噪聲的范圍從單邊帶失調(diào)到?時(shí)鐘接收器帶寬,。

　　圖5. 頻域圖

　　時(shí)間的乘法運(yùn)算是在頻域中進(jìn)行卷積。因此,，時(shí)鐘上在頻域上的任何“裙邊”都會施加于數(shù)字信號,。這會增加信號的EVM，降低整體性能,。卷積到采樣信號上的噪聲量取決于模擬頻率與采樣頻率的關(guān)系,。

　　圖6.卷積到采樣信號上的噪聲取決于模擬頻率和采樣頻率的關(guān)系

　　相位域圖

　　相位噪聲由每個時(shí)鐘周期之間的時(shí)間變化引起。最終結(jié)果是時(shí)鐘信號在基波頻率周圍變化,，這一頻率范圍變化會降低ADC的信噪比,。

　　圖7.抖動的相位域圖

　　圖8所示的例子中，?66 dBc的雜散增加到78 MHz時(shí)鐘上,，用來將ADC采樣控制在30.62 MHz模擬信號,。

　　圖8. 使用噪聲時(shí)鐘采樣時(shí)的30.62 MHz信號

　　雜散為?74.1 dBc，按以下公式計(jì)算：

　　時(shí)鐘設(shè)計(jì)人員通常會提供一個相位噪聲,，但不提供抖動規(guī)格,。相位噪聲規(guī)格可以轉(zhuǎn)換為抖動，首先確定時(shí)鐘噪聲,，然后通過小角度計(jì)算將噪聲與主時(shí)鐘噪聲成分進(jìn)行比較,。相位噪聲功率通過計(jì)算圖9中的灰色區(qū)域積分得出,。

　　圖9. 對編碼帶寬的近載波到時(shí)鐘輸出噪聲進(jìn)行積分計(jì)算

　　高度為?160 dBc，寬度為10 KHz至245.76 MHz,。因此,，

　　10×log(245.7e6 ? 10e3)

　　= 83.9 dB，?160 + 83.9 dB

　　= 76.1 dBc

　　得出積分噪聲,。

　　載波的失調(diào)不同,，噪聲的斜率也不同。例如,，A1區(qū)域通常為1/f噪聲,，而A4區(qū)域則視為寬帶噪聲。

　　圖10.在頻率范圍內(nèi)的噪聲變化情況

　　A =面積=積分相位噪聲功率(dBc)抖動可以通過對編碼帶寬的近載波到時(shí)鐘輸出的噪聲進(jìn)行積分計(jì)算確定,。頻率范圍應(yīng)分為較小的頻帶,，然后相加得到總的結(jié)果：A = 10 log10 (A1 + A2 + A3 + A4)