問：時(shí)鐘噪聲對(duì)于高速DAC相位噪聲的影響

在電路設(shè)計(jì)中，DAC時(shí)鐘通常是DAC中產(chǎn)生相位噪聲的首要原因。為什么這么說？本文將來做一些探討。

時(shí)鐘相位噪聲的產(chǎn)生

時(shí)鐘決定何時(shí)發(fā)送下一樣本，故相位（或時(shí)序）中的任何噪聲都會(huì)直接影響輸出的相位噪聲。

圖 1：時(shí)鐘與相位噪聲的相關(guān)性

如上圖所示，時(shí)鐘對(duì)相位噪聲的影響，可以視作各相繼離散值與一個(gè)矩形函數(shù)相乘，其時(shí)序由時(shí)鐘定義。

圖 2：相位噪聲卷積

如上圖所示，在頻域中，乘法轉(zhuǎn)換為卷積運(yùn)算。結(jié)果，期望的頻譜被時(shí)鐘相位噪聲所破壞。這就是整個(gè)時(shí)鐘相位噪聲的產(chǎn)生的過程。

信號(hào)頻率與相位噪聲

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

圖 3 ：帶100kHz相位調(diào)制的時(shí)鐘輸出相位噪聲 （圖片來源：ADI）

我們可以看到，從5GHz時(shí)鐘到500 MHz DAC輸出觀測(cè)到20dB降幅，從500MHz輸出到1GHz輸出觀測(cè)到6dB增幅。

時(shí)鐘噪聲對(duì)于DAC相位噪聲的影響很大。選擇一個(gè)高精度的晶振可能是最簡(jiǎn)單的方案。

文章來源：得捷電子DigiKey

審核編輯 黃宇