高速DAC相位噪声从何而来？首要的原因原来是它……

问：时钟噪声对于高速DAC相位噪声的影响

在电路设计中，DAC时钟通常是DAC中产生相位噪声的首要原因。为什么这么说？本文将来做一些探讨。

时钟相位噪声的产生

时钟决定何时发送下一样本，故相位（或时序）中的任何噪声都会直接影响输出的相位噪声。

图 1：时钟与相位噪声的相关性

如上图所示，时钟对相位噪声的影响，可以视作各相继离散值与一个矩形函数相乘，其时序由时钟定义。

图 2：相位噪声卷积

如上图所示，在频域中，乘法转换为卷积运算。结果，期望的频谱被时钟相位噪声所破坏。这就是整个时钟相位噪声的产生的过程。

信号频率与相位噪声

根据信号频率与时钟频率之比，相对于载波的噪声放大或缩小。信号频率每降低一半，噪声改进6dB。为了证明这一点，下图是不同频率（5GHz，1GHz，500MHz）下，混入一个带有轻度100kHz相位偏移的调制时钟信号（精密受控），来模拟相位噪声，来看看信号频率与相位噪声的关系。

图 3 ：带100kHz相位调制的时钟输出相位噪声 （图片来源：ADI）

我们可以看到，从5GHz时钟到500 MHz DAC输出观测到20dB降幅，从500MHz输出到1GHz输出观测到6dB增幅。

时钟噪声对于DAC相位噪声的影响很大。选择一个高精度的晶振可能是最简单的方案。