高速ADC设计中不可忽视的一个参数-时钟jitter--补写

  

 初次接触高速ADC的时候，师傅跟我说一定要让输入的采样时钟的jitter满足设计需求，但是我在问您师傅到底是什么样的需求的时候，师傅说去看DATASHEET，，但是我翻遍了整个DATASHEET，也没发现有哪里讲对输入采样时钟jitter的要求，经过几天的资料查找，终于发现了这里面的问题，，

在我的上一篇文章里面有详细的jitter的求解问题

为什么要讨论这个jitter？到底这个jitter应该多大？

讨论之前需要了解一下ENOB

我们都知道ADC有一个衡量性能的参数：分辨率位数，高速ADC一般都是12位以上的，，可以说一个ADC的最小分辨率和这个分辨率位数有很大的关系，，但是我们知道ADC肯定会有一个噪声问题的，，假设ADC的噪声比你输入信号的最小分辨率还小，，那么你这个分辨率位数的最后几位就有可能没有意义了，，所以ADC还有一个参数ENOB，，有效位数。比如说一个12位的ADC，他的有效位数是11，那么你采样得到的信号12位红最后一位根本没用，因为他和噪声是一个数量级，你测出来也没用，，不知道他到底是有用信号还是噪声。所以真正对ADC有意义的参数是ENOB

有趣的是ADC的ENOB并不是一个定值，因为他和ADC的噪声有关，对于同一款ADC，如果噪声大了，那么他的ENOB就小了，噪声小了，ENOB就大了

我们可以去翻看不同ADC的DATASHEET,会发现里面有一个ENOB，，假如我们需要一个ENOB是12位的（你的设计到底需要多少位ENOB和你的软件数据处理有关也月硬件设计有关，可以参看我前一篇文章，有讲解硬件上的要求），你翻看了一款14位的ADC，发现ENOB是12.5，大于12，你可能很开心，觉得能满足，但是不然。DATASHEET上给出的ENOB是该芯片最大ENOB，，因为你的设计，你可能达不到这么高。

都有哪一些参数影响ENOB

ENOB是与信噪比密切相关的一个参数，基本上SNR=6.02ENOB+1.72，粗略公式，详细看前一篇文章，所以信噪比越大，ENOB越大，，其实还挺容易理解，因为信噪比越大，说明噪声越小，当然信号的ENOB越大，

SNR和谁有关？

ADC的SNR分为三部分：量化噪声，热噪声，抖动噪声

量化噪声：ADC固有的噪声，定值，没啥好说

热噪声：与ADC本身的工艺制作有关，基本上算是个定值，

抖动噪声：分为两部分，一部分是时钟抖动，一部分是孔径抖动。孔径抖动jitter，每一款ADC中都会给出详细的参数的，我们知道ADC采集数据需要经过采样保持两个过程，ADC中的采样也是需要花一些时间的，并不是每次我们让他采样的时候，他得会立刻采样，总有一个相应时间，所以造成了每次采样的点都有一个微小的抖动jitter。这是ADC的工艺原因。。时钟抖动jitter和孔径抖动jitter都会造成采样点的漂移，，造成每一次的采样点都有一个小偏差，然而我们在做软件处理的时候，我们会吧这些数据当成理想采集出来的处理，所以这就引入了误差。。就带来了噪声。



第一幅图是jitter、fin（被采样信号频率）、SNR之间的关系，红色代表SNR_jitter，绿色代表SNR_ADC，从上往下是不同fin对应的SNR，频率是从上依次1MHz，到501MHZ，步长50MHz。

第二幅图是jitter、fin、ENOB之间的关系，从上往下是不同fin对应的SNR，频率是从上依次1MHz，到501MHZ，步长50MHz。

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

对于低速信号采集的时候，其实大可不必关心jitter，因为这时候的噪声主要由热噪声引起的，即便时钟jitter达到上千fs影响也不大；但是当采集信号频率达到100MHz以上的时候，就需要非常小心，这时候可能对时钟jitter的要求就要小于几百fs，甚至更低。

被采集的信号频率越高越需要注意jitter

参考我的上一篇有详细介绍