時(shí)鐘接口閾值區(qū)間附近的抖動(dòng)會(huì)破壞ADC的時(shí)序。例如，抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致ADC在錯(cuò)誤的時(shí)間采樣，造成對(duì)模擬輸入的誤采樣，并且降低器件的信噪比（SNR）。降低抖動(dòng)有很多不同的方法，但是在之前我們必須找到抖動(dòng)的根本原因！

產(chǎn)生時(shí)鐘抖動(dòng)的原因分析

時(shí)鐘抖動(dòng)的根本原因就是時(shí)鐘和ADC之間的電路噪聲。隨機(jī)抖動(dòng)由隨機(jī)噪聲引起，主要隨機(jī)噪聲源包括：

• 熱噪聲(約翰遜或奈奎斯特噪聲)，由載流子的布朗運(yùn)動(dòng)引起。
• 散粒噪聲，與流經(jīng)勢(shì)壘的直流電流有關(guān)，該勢(shì)壘不連續(xù)平滑，由載流子的單獨(dú)流動(dòng)引起的電流脈沖所造成。
• 閃爍噪聲，出現(xiàn)在直流電流流動(dòng)時(shí)。該噪聲由攜帶載流子的半導(dǎo)體中的陷阱引起，這些載流子在釋放前通常會(huì)形成持續(xù)時(shí)間較短的直流電流。
• 爆裂噪聲，也稱(chēng)爆米花噪聲，由硅表面的污染或晶格錯(cuò)位造成，會(huì)隨機(jī)采集或釋放載流子。

如何查看時(shí)鐘信號(hào)噪聲

確定性抖動(dòng)由干擾引起，會(huì)通過(guò)某些方式使閾值發(fā)生偏移，通常受器件本身特性限制。查看時(shí)鐘信號(hào)噪聲通常有三種途徑：時(shí)域、頻域、相位域。

以上三種途徑的具體方法如下：

一、時(shí)域圖

圖1. 抖動(dòng)的時(shí)域圖

時(shí)鐘抖動(dòng)是編碼時(shí)鐘的樣本（不同周期）間的變化，包括外部和內(nèi)部抖動(dòng)。抖動(dòng)引起的滿(mǎn)量程信噪比由以下公式得出

舉個(gè)例子，頻率為1 Ghz，抖動(dòng)為100 FS均方根值時(shí)，信噪比為64 dB。在時(shí)域中查看時(shí)，x軸方向的編碼邊沿變化會(huì)導(dǎo)致y軸誤差，幅度取決于邊沿的上升時(shí)間。孔徑抖動(dòng)會(huì)在ADC輸出產(chǎn)生誤差，如圖2所示。抖動(dòng)可能產(chǎn)生于內(nèi)部的ADC、外部的采樣時(shí)鐘或接口電路。

圖2. 孔徑抖動(dòng)和采樣時(shí)鐘抖動(dòng)的影響

圖3顯示抖動(dòng)對(duì)信噪比的影響。圖中顯示了5條線，分別代表不同的抖動(dòng)值。x軸是滿(mǎn)量程模擬輸入頻率，y軸是由抖動(dòng)引起的信噪比，有別于ADC總信噪比。

圖3. 時(shí)鐘抖動(dòng)隨模擬信號(hào)增大而提升信噪比

由抖動(dòng)引起的信噪比和有效位數(shù)(ENOB)的關(guān)系由以下公式定義：

SNR = 6.02 N + 1.76 dB

其中N =有效位數(shù)。滿(mǎn)量程100 MHz輸入時(shí)，14位有效位數(shù)要求均方根抖動(dòng)不超過(guò)0.125 ps或125 fs。該公式假定ADC具有無(wú)限分辨率，其中的唯一誤差是由時(shí)鐘抖動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。