亚德诺时钟发生器的常见术语解析
相位抖动与相位噪声
理想的正弦波可以看作相位随时间从 0° 到 360° 连续且均匀地变化。然而,实际信号在相位进展上会表现出一定程度的偏离,这种现象称为相位抖动。尽管相位抖动可能由多种原因引起,但其中一个主要原因是随机噪声,其统计特性服从高斯(正态)分布。
这种相位抖动会导致正弦波的能量在频域中扩散,形成连续的功率谱。该功率谱通常以一系列数值表示,其单位为“给定频偏处相对于载波的 dBc/Hz”。该值是 1 Hz 带宽内功率与载波频率处功率之比,并以分贝表示。每次测量时,也会给出相对于载波频率的偏移量。
将某一频偏区间(例如 10 kHz 到 10 MHz)内的总功率进行积分是有意义的,这称为该频偏区间内的“积分相位噪声”,并可方便地换算成该频偏区间内由相位噪声引起的时间抖动。
相位噪声会对 ADC、DAC 和射频混频器的性能产生不利影响,降低它们可达到的动态范围,尽管影响方式略有不同。
时间抖动
相位噪声是频域现象;在时域中,同一效应表现为时间抖动。观察正弦波时,各次过零时刻会出现变化;对方波而言,时间抖动表现为边沿偏离其理想(规则)出现时刻。这两种情况中,实际时刻与理想时刻的偏差即为时间抖动。由于这些偏差具有随机性,时间抖动以秒为单位,用均方根(rms)值或高斯分布的 1 σ 表示。
DAC 或 ADC 采样时钟上的时间抖动会降低转换器的信噪比(SNR)和动态范围。采样时钟的抖动越低,转换器能达到的性能越高。
附加相位噪声
附加相位噪声是指可归因于被测器件或子系统的相位噪声量,此时需扣除任何外部振荡器或时钟源的相位噪声。这样便可预测该器件在与各种振荡器和时钟源配合使用时,对系统总相位噪声的影响程度;而每个振荡器或时钟源都会贡献自身的相位噪声。在很多情况下,某一单元的相位噪声会主导系统总相位噪声。当存在多个相位噪声源时,总相位噪声为各贡献项平方和的平方根。
附加时间抖动
附加时间抖动是指可归因于被测器件或子系统的时间抖动量,此时需扣除任何外部振荡器或时钟源的时间抖动。这样便可预测该器件在与各种振荡器和时钟源配合使用时,对系统总时间抖动的影响程度;而每个振荡器或时钟源都会贡献自身的时间抖动。在很多情况下,外部振荡器和时钟源的时间抖动会主导系统总时间抖动。