電源噪聲和高速DAC相位噪聲之間有何影響

文中將要討論的所有噪聲源，設(shè)計(jì)人員可能會(huì)茫然不知所措。一種簡單的做法是采取某種"推薦解決方案";但對任何具體設(shè)計(jì)要求而言，這都是次優(yōu)做法。在所有器件特性中，噪聲可能是一個(gè)特別具有挑戰(zhàn)性、難以掌握的設(shè)計(jì)課題。這些挑戰(zhàn)常常導(dǎo)致一些道聽途說的設(shè)計(jì)規(guī)則，并且開發(fā)中要反復(fù)試錯(cuò)。本文將解決相位噪聲問題，目標(biāo)是通過量化分析來闡明如何圍繞高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的相位噪聲貢獻(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文旨在獲得一種"一次成功"的設(shè)計(jì)方法，即設(shè)計(jì)不多不少，剛好滿足相位噪聲要求。

從一塊白板開始，首先將 DAC 視作一個(gè)模塊。噪聲可能來自內(nèi)部，因?yàn)槿魏螌?shí)際元器件都會(huì)產(chǎn)生某種噪聲;也可能來自外部噪聲源。外部噪聲源可通過 DAC 的任何外部的任何外部任意連接，包括電源、時(shí)鐘和數(shù)字接口等，進(jìn)入其中。圖 1 顯示了這些可能性。下面將對每一種可能的噪聲嫌疑對象分別進(jìn)行研究，以了解其重要性。

圖 1.DAC 相位噪聲來源

首先討論數(shù)字接口，它恰好是最容易處理的。數(shù)字 I/O 負(fù)責(zé)接收要在模擬域中輸出的數(shù)字采樣信號。眾所周知，如眼圖所示，數(shù)字電路和收到的波形多含噪聲。由此看來，相應(yīng)的問題是：是否所有這種噪聲和活動(dòng)都能滲入 DAC 內(nèi)部的不同區(qū)域且表現(xiàn)為相位噪聲?當(dāng)然，數(shù)字接口可能在別處引起噪聲，但這里關(guān)心的是相位噪聲。

為了證明 I/O 是否需要關(guān)切，我們比較了 AD9162 系列高速 DAC 器件開啟和關(guān)閉數(shù)字接口兩種情況下的相位噪聲。無數(shù)字接口時(shí)，器件的 NCO 模式內(nèi)部生成波形，DAC 事實(shí)上變成 DDS 發(fā)生器。圖 2 顯示了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖 2. 不同插值時(shí)的相位噪聲

相位噪聲的峰值會(huì)根據(jù)接口的具體情況發(fā)生變化。現(xiàn)在我們感興趣的是，噪聲和所有曲線在彼此之上。因此，對于這個(gè)產(chǎn)品線，盡管由于系統(tǒng)要求可能要注意雜散，但接口不是問題。發(fā)現(xiàn)接口無需擔(dān)心之后，我們感興趣的下一個(gè)方面是時(shí)鐘。