孔徑延遲,英文釋義為Aperture delay,是由于采樣保持開關關斷需要一定時間,相當于在采樣時鐘上引入一個小延遲,使得采集的信號為實際信號的延遲版本,因此,若孔徑延遲是固定常數,則它并不產生誤差,只會在時鐘輸入或模擬輸入中起固定延遲的作用。
但若是兩個AD轉換器同步采樣應用,由于不同AD轉換器的孔徑延遲是有差異的,可能給高擺率的信號帶來誤差,那么兩個AD轉換器必須精密匹配,必須適當調整采樣時鐘相對ADC的相位,從而消除孔徑延遲不匹配問題。
二、什么是ADC的孔徑抖動,它與孔徑延遲一樣嗎?
前文我們理解了孔徑延遲,若其存在樣本間變化(即,不同的輸入信號帶來不同的孔徑延遲),則會產生電壓誤差,在開關斷開時刻,這種樣本間變化稱為孔徑抖動,英文釋義為Aperture jitter,或叫孔徑不確定性英文釋義為Aperture uncertainty,如下圖所示,從而帶來孔徑抖動誤差(Aperture jitter error),用均方根皮秒(ps rms)來衡量。
圖1 孔徑抖動
三、孔徑抖動對ADC信噪比的影響
下面僅單獨考慮孔徑抖動對ADC信噪比的影響。
假定對n位的ADC輸入頻率為f的滿幅度正弦信號,表示為下式:
V(t)=V0*sin(2πft)
由于時鐘抖動引起的SNR可以簡述為下式:
SNRj=-20log2πftj
tj表示抖動時間的均方根。
可見,SNR隨輸入信號的頻率減小,但與輸入信號的幅度無關,可以簡單計算一下,一個輸入信號頻率為f=24M的ADC,它的抖動時間造成SNR降低情況如下:
tj=0.5ps,SNRj=82.45dB
tj=1ps,SNRj=76.43dB
tj=3.48ps,SNRj=65.6dB
tj=5ps,SNRj=62.45dB
可以發現,SNR隨孔徑抖動時間增加下降很快,可知其帶來的影響非常嚴重,尤其是在高速ADC應用中,其帶來的信噪比衰減更快。
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