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高速DAC相位噪聲大?很可能是時鐘噪聲惹的禍,本文教你消除它~

發(fā)布時間:2022-08-12 來源:DigiKey 責任編輯:wenwei

【導讀】在所有器件特性中,噪聲可能是一個特別具有挑戰(zhàn)性、難以掌握的設計課題。本文主要介紹時鐘噪聲對于高速DAC相位噪聲的影響。


DAC相位噪聲來源


對于高速DAC來說,相位噪聲主要來自以下幾個方面:時鐘噪聲、電源噪聲,以及內部噪聲與接口噪聲。


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圖1:DAC相位噪聲來源 (圖片來源:ADI)


其中最重要的兩個來源是時鐘噪聲與電源噪聲。本文將主要介紹時鐘噪聲對于DAC相位噪聲的影響。


時鐘相位噪聲的產生


DAC時鐘是DAC中產生相位噪聲的首要原因。時鐘決定何時發(fā)送下一樣本,故相位(或時序)中的任何噪聲都會直接影響輸出的相位噪聲。


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圖2:時鐘與相位噪聲的相關性(圖片來源:ADI)


如上圖所示,時鐘對相位噪聲的影響,可以視作各相繼離散值與一個矩形函數相乘,其時序由時鐘定義。


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圖 3 相位噪聲卷積(圖片來源于ADI)


如上圖所示,在頻域中,乘法轉換為卷積運算。結果,期望的頻譜被時鐘相位噪聲所破壞。


信號頻率與相位噪聲


信號頻率與時鐘頻率之比,相對于載波的噪聲放大或縮小,信號頻率每降低一半,噪聲改進6 dB。為了證明這一點,下圖是不同頻率(5GHz、1GHz、500MHz)下,混入一個帶有輕度100kHz相位偏移的調制時鐘信號(精密受控),來模擬相位噪聲,來看看信號頻率與相位噪聲的關系。


26.jpg

圖4:帶100kHz相位調制的時鐘輸出相位噪聲 (圖片來源:ADI)


我們可以看到,從5GHz時鐘到500MHz DAC輸出觀測20dB降幅,從500MHz輸出到1GHz輸出觀測到6dB增幅。


降低DAC相位噪聲


選擇一個性能良好的晶振,對于處理相位噪聲可以達到事半功倍的效果。


在Digi-Key中文技術論壇中,匯集了廣大電子圈工程師日常所需的技術資源庫,里面也有不少與晶振選型和降低DAC相位噪聲相關的帖子,詳情可以訪問——電子元器件選型基礎-晶振。


晶振可以分為有源晶振和無源晶振兩種,下表對兩種晶振進行了比較:


1659094797608727.png

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對于不同類型晶振特點和典型應用的比較,下表中做了詳細地分析:


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想了解如何通過Digi-Key網站,快速進行低相位噪聲晶振的選型,可以參考下面這篇文章——如何選擇低相位噪聲晶振?


本文小結


綜上所述,了解噪聲發(fā)生的原因,我們才能對癥下藥。時鐘噪聲對于DAC相位噪聲的影響很大,因此選擇一個高精度的晶振可能是最簡單可行的方案。


來源:DigiKey,作者:Alan Yang  



免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯系小編進行處理。


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