ADC也会精神错乱？究竟怎么回事？
问题:
【ADC也会精神错乱？究竟怎么回事？】我用你们的ADC做测试时 ， 起初很顺利 ， 但后来却突然得到一些奇怪的FFT结果 。 这是怎么回事呢？
RAQ:137
答案:
最近我收到客户的这个问题 ， 并且很快将其解决 。 下面的FFT结果展示了这位设计工程师的问题：
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图1.AD9684ADC采样的正常和异常FFT结果 ， 采样条件：500MSPS ， 170.3MHz ， AIN=–1dBFS 。
根据客户的报告 ， 这些FFT结果不仅看起来很离奇 ， 而且还很不一致 。 这种状态也符合我对该问题的最初猜测：因为时钟源被关闭或没有连接时钟源 ， 转换器的输入采样时钟接收器自身发生振荡 。 如果连接时钟的电缆不连续或信号路径中的元件不太可靠 ， 也有可能出现该状态 。 我说过 ， 这个问题很快就得到了解决 ， 因为类似的结果我已见过许多次 。 在此工作条件下您还可能会见到其他FFT结果 ， 如图2所示：
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图2.不稳定时钟振荡的采样FFT结果 。
在几乎所有应用中 ， 您都需要采样时钟输入为单频信号 。 观察频域部分可以发现 ， 因相位或热噪声、频率不稳或无用频率成分而引起的任何变化 ， 都会导致采样时钟和模拟输入信号之间的预期关系失常 。 关于微小的相位噪声或时钟调制如何导致输入信号在采样时失真的一些常见示例 ， 请参阅应用笔记AN-756
造成这种情况的罪魁祸首是什么呢？高速ADC的采样时钟输入通常是具有相同共模偏置的差分输入 ， 并且接收器具有很高的增益 。 因此 ， 若没有施加差分信号 ， 则这些输入都处于相同的偏置电压下 ， 任何非共模噪声都会导致采样时钟接收器发生振荡 。 在此情况下 ， 产生的震荡将不是单纯的频率（如果是 ， 则属于一种较理想的特性） 。 该频率将会随机变化 。 当采样时钟频率随机变化时 ， 模拟输入的能量将分布于奈奎斯特带宽频域 。
大多数情况下 ， 您只需认识到这一点 ， 并恢复预期时钟参考信号 ， 即可继续测试 。 但是 ， 如果您想要验证这个问题 ， 请观察ADC的数据时钟输出(DCO)（注意该方法不适用于JESD204B的输出） 。 此信号通常是ADC采样时钟的一个延迟版 ， 或采样时钟的分频版（如果你使用任何可以抽取数据率的数字特性） 。 对于图1中的正常和异常FFT结果 ， 相应的数据时钟输出如图3所示 。
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图3.图1所示两种FFT情况对应的ADC数据时钟输出 。
可以看到 ， 其周期是变化的 ， 这与我们预料的情况一致 。 当然 ， 我明白为什么您在首次（甚至是最初几次）碰到这种问题时没有认识到此原因 。 因为从面板数值来看 ， 试验台似乎是正常工作的 ， 而测试结果却突然混乱 。 是ADC坏了？是数据采集发生了混淆？是软件已损坏？都不是 ， 只是因为缺少一个信号源而已 。
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