Aperture Jitter Calculator for

ADC孔径抖动计算器摘要：本应用说明阐明了作为ADC设计工具一部分提供的Maxim抖动计算器的操作和应用。本文档假设读者对ADC相关术语和概念有基本了解（有关更多信息，请参阅应用说明641“ADC和DAC术语表”）介绍 Maxim抖动计算器用于具有基于时钟的输入采样方案（采样/跟踪保持（T/H）前端）的ADC，用于采集动态输入信号。计算器对ADC采样时钟孔径抖动执行两组不同的计算。第一次计算给出了由于孔径抖动（tJ，以秒为单位）的指定值而对ADC性能施加的理论最大SNR限制。第二次计算发现，对于给定的分辨率和频率，最大允许孔径抖动。孔径抖动引起的理论信噪比 SNR计算假定所讨论的ADC是“理想”转换器。在这种情况下，理想意味着ADC具有无限分辨率，并且除了采样孔径抖动之外，没有其他限制因素。对于有限分辨率ADC，最大理论SNR将低于此理论最大值。当实际设计中存在的其他限制因素和缺陷也包括在内时，信噪比将进一步下降。因此，这些结果旨在表示上限，而不是可实现的SNR结果。为了推导计算，首先从满标度正弦输入信号开始，定义为：变化率（或转换率），然后定义为：根据定义，正弦的RMS值是振幅除以√2：根据该结果，可以得出如下结论：对于采样瞬间（Δt）的任何变化，输入信号根据该转换率变化（ΔV）(参见图1。）图1.由于孔径抖动而产生的采样电压误差。将采样瞬间的最坏情况变化定义为孔径抖动（tJ），并将相应的最坏情况RMS电压误差定义为VERROR_RMS，得出组合表达式：求解VERROR_RMS：下一步是将此采样误差视为噪声源，并计算了孔径抖动对ADC信噪比的相应理论极限。满标度正弦输入信号的均方根值为：以dB表示的均方根输入信噪比为：简化表达式：这是计算器用于估计理论最大信噪比的方程式。输入信号频率fIN（以Hz为单位）和孔径抖动tJ（以秒为单位）的值由用户定义。将此结果与量化噪声（和其他效应）施加的理论最大信噪比进行比较，有助于确定哪一个因素将是ADC性能的主要限制因素。最大允许孔径抖动为了使用固定、有限分辨率的实际ADC推导给定输入频率的最大允许孔径抖动，使用了类似的推导。首先，如前所述，从定义为的满标度正弦输入信号开始：同样如前所述，转换率定义为：最坏情况发生在最大可能转换率，即过零（单极ADC的中标度），其中cos（2π×ƒIN×t）=1。因此，最大变化率可定义为：，为保证由于孔径抖动引起的电压误差是可容忍的，所做的假设是确保其小于VLSB/2。这意味着基于转换速率，电压随时间的最大变化tJ必须小于VLSB/2。这产生以下表达式：求解tJ的表达式：下一步，如果VA是振幅，它代表了整个回转的一半，或者：结合最后两个表达式：最后，简化表达式并收集术语结果：记住计算器将返回tJ的值，这样：在这种情况下，tJ是可产生等于VLSB/2的理想化电压误差的最大容许孔径抖动。然而，良好的设计实践表明，应内置一些裕度，以解释任何实际设计中存在的非理想性。因此，为了确保孔径抖动导致的误差小于VLSB/2，请为抖动指定一个远低于此计算工具给出的最大限制的误差预算。计算结果的比较该工具可以进行的两种计算结果将不一致。在第一次计算中，假设一个无限分辨率ADC。由此得出的计算结果仅是孔径抖动对信噪比的理论限制。在给定输入频率和孔径抖动的情况下，由于计算中忽略了所有非理想效应，系统的实际信噪比将低于计算结果。只有在孔径抖动是主要限制效应的情况下，实际设计预期才会接近这一理论结果。在第二次计算中，ADC有一个鳍