采样时钟抖动
计算采样时钟抖动限制的 SNR、与 ADC 自身 SNR 合成后的总 SNR,或按位数/目标 SNR 求允许的最大时钟抖动。
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
SNRjitter = −20·log10(2π·fin·tj)
tj = √(tclk² + taperture²)
SNRtotal = −10·log10(10−SNRADC/10 + 10−SNRjitter/10)
允许抖动(SNR 相等):tj = 10−SNR/20 / (2π·fin),SNR = 6.02N + 1.76
½ LSB 斜率判据:tj = 1 / (2π·fin·2N)
原理与说明
采样时刻的随机偏差 tj 会把信号斜率转化为幅度误差:满量程正弦 A·sin(2πft) 的误差 RMS 约为 A·2πf·tj,因此抖动限制的 SNR 与输入频率成反比,频率每升高 10 倍 SNR 下降 20 dB。
设计要点
- 时钟抖动是相位噪声在一定带宽内的积分(通常 12 kHz–20 MHz 或到 fs/2),可用时钟器件手册给出的 RMS 抖动值。
- 对中频/射频欠采样 ADC,抖动通常是最主要的 SNR 限制;例如 14 位、100 MHz 输入需要约 100 fs 级别的总抖动。
- 允许抖动有多种判据:本工具主结果采用"抖动噪声 = 量化噪声"(SNR 相等)判据;½ LSB 斜率判据数值接近;原工具使用的 1/(2πf·2N+1) 相当于 ¼ LSB,偏保守。
- 低抖动措施:用低相噪晶振/VCXO、短而匹配的差分时钟走线、独立干净的时钟电源,避免 FPGA 普通 IO 直接输出 ADC 采样时钟。