高速ADC設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)參數(shù)-時(shí)鐘jitter--補(bǔ)寫(xiě)

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?初次接觸高速ADC的時(shí)候，師傅跟我說(shuō)一定要讓輸入的采樣時(shí)鐘的jitter滿足設(shè)計(jì)需求，但是我在問(wèn)您師傅到底是什么樣的需求的時(shí)候，師傅說(shuō)去看DATASHEET，，但是我翻遍了整個(gè)DATASHEET，也沒(méi)發(fā)現(xiàn)有哪里講對(duì)輸入采樣時(shí)鐘jitter的要求，經(jīng)過(guò)幾天的資料查找，終于發(fā)現(xiàn)了這里面的問(wèn)題，，

在我的上一篇文章里面有詳細(xì)的jitter的求解問(wèn)題

為什么要討論這個(gè)jitter？到底這個(gè)jitter應(yīng)該多大？

討論之前需要了解一下ENOB

我們都知道ADC有一個(gè)衡量性能的參數(shù)：分辨率位數(shù)，高速ADC一般都是12位以上的，，可以說(shuō)一個(gè)ADC的最小分辨率和這個(gè)分辨率位數(shù)有很大的關(guān)系，，但是我們知道ADC肯定會(huì)有一個(gè)噪聲問(wèn)題的，，假設(shè)ADC的噪聲比你輸入信號(hào)的最小分辨率還小，，那么你這個(gè)分辨率位數(shù)的最后幾位就有可能沒(méi)有意義了，，所以ADC還有一個(gè)參數(shù)ENOB，，有效位數(shù)。比如說(shuō)一個(gè)12位的ADC，他的有效位數(shù)是11，那么你采樣得到的信號(hào)12位紅最后一位根本沒(méi)用，因?yàn)樗驮肼暿且粋€(gè)數(shù)量級(jí)，你測(cè)出來(lái)也沒(méi)用，，不知道他到底是有用信號(hào)還是噪聲。所以真正對(duì)ADC有意義的參數(shù)是ENOB

有趣的是ADC的ENOB并不是一個(gè)定值，因?yàn)樗虯DC的噪聲有關(guān)，對(duì)于同一款A(yù)DC，如果噪聲大了，那么他的ENOB就小了，噪聲小了，ENOB就大了

我們可以去翻看不同ADC的DATASHEET,會(huì)發(fā)現(xiàn)里面有一個(gè)ENOB，，假如我們需要一個(gè)ENOB是12位的（你的設(shè)計(jì)到底需要多少位ENOB和你的軟件數(shù)據(jù)處理有關(guān)也月硬件設(shè)計(jì)有關(guān)，可以參看我前一篇文章，有講解硬件上的要求），你翻看了一款14位的ADC，發(fā)現(xiàn)ENOB是12.5，大于12，你可能很開(kāi)心，覺(jué)得能滿足，但是不然。DATASHEET上給出的ENOB是該芯片最大ENOB，，因?yàn)槟愕脑O(shè)計(jì)，你可能達(dá)不到這么高。

都有哪一些參數(shù)影響ENOB

ENOB是與信噪比密切相關(guān)的一個(gè)參數(shù)，基本上SNR=6.02ENOB+1.72，粗略公式，詳細(xì)看前一篇文章，所以信噪比越大，ENOB越大，，其實(shí)還挺容易理解，因?yàn)樾旁氡仍酱?，說(shuō)明噪聲越小，當(dāng)然信號(hào)的ENOB越大，

SNR和誰(shuí)有關(guān)？

ADC的SNR分為三部分：量化噪聲，熱噪聲，抖動(dòng)噪聲

量化噪聲：ADC固有的噪聲，定值，沒(méi)啥好說(shuō)

熱噪聲：與ADC本身的工藝制作有關(guān)，基本上算是個(gè)定值，

抖動(dòng)噪聲：分為兩部分，一部分是時(shí)鐘抖動(dòng)，一部分是孔徑抖動(dòng)?？讖蕉秳?dòng)jitter，每一款A(yù)DC中都會(huì)給出詳細(xì)的參數(shù)的，我們知道ADC采集數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)采樣保持兩個(gè)過(guò)程，ADC中的采樣也是需要花一些時(shí)間的，并不是每次我們讓他采樣的時(shí)候，他得會(huì)立刻采樣，總有一個(gè)相應(yīng)時(shí)間，所以造成了每次采樣的點(diǎn)都有一個(gè)微小的抖動(dòng)jitter。這是ADC的工藝原因。。時(shí)鐘抖動(dòng)jitter和孔徑抖動(dòng)jitter都會(huì)造成采樣點(diǎn)的漂移，，造成每一次的采樣點(diǎn)都有一個(gè)小偏差，然而我們?cè)谧鲕浖幚淼臅r(shí)候，我們會(huì)吧這些數(shù)據(jù)當(dāng)成理想采集出來(lái)的處理，所以這就引入了誤差。。就帶來(lái)了噪聲。

第一幅圖是jitter、fin（被采樣信號(hào)頻率）、SNR之間的關(guān)系，紅色代表SNR_jitter，綠色代表SNR_ADC，從上往下是不同fin對(duì)應(yīng)的SNR，頻率是從上依次1MHz，到501MHZ，步長(zhǎng)50MHz。

第二幅圖是jitter、fin、ENOB之間的關(guān)系，從上往下是不同fin對(duì)應(yīng)的SNR，頻率是從上依次1MHz，到501MHZ，步長(zhǎng)50MHz。

從圖中可以看出：fin越高，信噪比越小，ENOB越小；jitter越大，信噪比越小，ENOB越小。

對(duì)于低速信號(hào)采集的時(shí)候，其實(shí)大可不必關(guān)心jitter，因?yàn)檫@時(shí)候的噪聲主要由熱噪聲引起的，即便時(shí)鐘jitter達(dá)到上千fs影響也不大；但是當(dāng)采集信號(hào)頻率達(dá)到100MHz以上的時(shí)候，就需要非常小心，這時(shí)候可能對(duì)時(shí)鐘jitter的要求就要小于幾百fs，甚至更低。

被采集的信號(hào)頻率越高越需要注意jitter