基于时钟抖动流水线结构的高效率真随机数发生器

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作者 董亮 凌锋 朱磊 《现代电子技术》 北大核心 2024年第14期70-76,共7页

现代加密系统对密钥随机性的需求不断增加。使用时序抖动、热噪声、亚稳态等作为熵源的真随机数发生器,因其可以提供高质量的随机性成为该领域的研究热点。因此,提出一种可配置、轻量级、高效率的真随机数发生器。该发生器使用基于随机... 现代加密系统对密钥随机性的需求不断增加。使用时序抖动、热噪声、亚稳态等作为熵源的真随机数发生器,因其可以提供高质量的随机性成为该领域的研究热点。因此,提出一种可配置、轻量级、高效率的真随机数发生器。该发生器使用基于随机数学模型的设计方法,由差分构架的两级时钟抖动流水线组成。第一级流水线中两个环形振荡器在规定时间内累积抖动,第二级流水线利用近似相同的两个环形振荡器的微小周期差构建时间数字转换器,对第一级输出的高斯抖动进行量化,通过数字化模块输出随机比特。在时间数字转换器运行过程中,第一级流水线已经重新启动累积下一个阶段的抖动,减少了空闲时间,提高了真随机数的质量和效率。在Xilinx Atrix-7平台进行了验证,该结构的硬件资源仅消耗了25个LUTs和13个DFFs,获得高达32.55 Mb/s的吞吐量。 展开更多

关键词 真随机数发生器 时钟抖动 流水线结构 随机性 环形振荡器 时间数字转换器

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高速数据采集系统时钟抖动研究 被引量：10

2

作者 张俊杰 乔崇 +1 位作者 刘尉悦 王砚方 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期227-231,共5页

研究了数据采集系统时钟抖动、ADC量化噪声以及ADC微分非线性与信噪比的关系.通过合理的假设,利用自相关和功率谱密度的关系,推导出了信噪比与抖动和噪声的数学公式.并建立仿真模型,验证该公式.结果表明,在输入信号频率比较高的时候,信... 研究了数据采集系统时钟抖动、ADC量化噪声以及ADC微分非线性与信噪比的关系.通过合理的假设,利用自相关和功率谱密度的关系,推导出了信噪比与抖动和噪声的数学公式.并建立仿真模型,验证该公式.结果表明,在输入信号频率比较高的时候,信噪比以20 dB/倍频下降,时钟抖动决定了20 dB/倍频下降的起始位置. 展开更多

关键词 时钟抖动 功率谱密度 信噪比

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时钟抖动对ADC变换性能影响的仿真与研究 被引量：14

3

作者 杨小军 陈曦 张庆民 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期66-73,共8页

从理论上分析了时钟抖动(clock jitter)对模数变换器(analog to digital con verter,ADC)的信噪比和无伪波动态范围(spurious free dynamic range,SFDR)等指标的影响.使用Labview在计算机上建立ADC仿真系统,并用 Analog Devices公司的AD... 从理论上分析了时钟抖动(clock jitter)对模数变换器(analog to digital con verter,ADC)的信噪比和无伪波动态范围(spurious free dynamic range,SFDR)等指标的影响.使用Labview在计算机上建立ADC仿真系统,并用 Analog Devices公司的AD6644设计了两套电路,对采样时钟抖动不同的 AD6644 的变换性能进行实际测量,分析了实测结果,还进行了对比仿真实验,并和理论分析互相验证.结果显示时钟抖动严重影响ADC的 SNR, 采样频率越高,影响越大,但会改善 SFDR.理论分析、仿真和实际测量的结果为高速、高精度 ADC电路的设计和芯片选型提供了很好的参考. 展开更多

关键词 时钟抖动 ADC 信噪比 无伪波动态范围

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采样时钟抖动对伪码测距精度的影响 被引量：5

4

作者 郁发新 许小林 +2 位作者 管杰 郑阳明 金仲和 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1082-1085,共4页

在皮卫星的伪码再生测距中,大量采用数字信号处理技术.而皮卫星体积小、功耗低特点决定只能采用较低指标的晶振源和简化的处理电路,两者带来的A/D采样时钟抖动会影响伪码跟踪环的跟踪性能,进而降低测距精度.分析了A/D采样时钟抖动在伪... 在皮卫星的伪码再生测距中,大量采用数字信号处理技术.而皮卫星体积小、功耗低特点决定只能采用较低指标的晶振源和简化的处理电路,两者带来的A/D采样时钟抖动会影响伪码跟踪环的跟踪性能,进而降低测距精度.分析了A/D采样时钟抖动在伪码测距处理过程中的噪声模型,并对码跟踪环的跟踪性能的影响进行了分析,仿真结果显示A/D采样时钟抖动、采样位数和中频共同作用影响伪码测距精度. 展开更多

关键词 伪码测距 时钟抖动 测距精度 码跟踪环

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时钟抖动测量方法 被引量：9

5

作者 吴义华 宋克柱 何正淼 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2006年第1期99-102,共4页

研究了时钟抖动的测量方法,并根据时钟抖动与ADC采样信号信噪比之间的关系,提出利用信噪比测量时钟抖动的两种方法:(1)通过信噪比与信号频率之间的关系计算时钟抖动的频率扫描法;(2)通过信噪比与信号幅度之间的关系计算时钟抖动的幅度... 研究了时钟抖动的测量方法,并根据时钟抖动与ADC采样信号信噪比之间的关系,提出利用信噪比测量时钟抖动的两种方法:(1)通过信噪比与信号频率之间的关系计算时钟抖动的频率扫描法;(2)通过信噪比与信号幅度之间的关系计算时钟抖动的幅度扫描法。同时利用M atlab分别对两种方法进行了仿真和验证。最后用这两种方法分别测量了锁相环时钟和晶振时钟的抖动。测量结果表明,频率扫描法、幅度扫描法测量时钟抖动操作简单、测量精确,并且具有很好的一致性。 展开更多

关键词 时钟抖动 信噪比 频率扫描法 幅度扫描法

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时钟抖动对中频线性调频采样及脉冲压缩影响的研究 被引量：8

6

作者 陈佳民 童智勇 杨汝良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1686-1691,共6页

时钟抖动是模数转换过程中影响信号信噪比的最主要因素之一。该文从时域连续信号角度出发,按照高斯随机过程模型,分析了时钟抖动对基带和中频线性调频信号信噪比的影响并给出了近似公式。结合量化噪声的影响,可定量计算影响信噪比各因... 时钟抖动是模数转换过程中影响信号信噪比的最主要因素之一。该文从时域连续信号角度出发,按照高斯随机过程模型,分析了时钟抖动对基带和中频线性调频信号信噪比的影响并给出了近似公式。结合量化噪声的影响,可定量计算影响信噪比各因素之间的关系。仿真结果表明适用于模数转换后所得离散数字信号信噪比计算。合成孔径雷达经过脉冲压缩得到图像,为了抑制旁瓣需要使用窗函数加权,分析了时钟抖动在加窗前后对脉冲压缩时峰值旁瓣比和积分旁瓣比的影响。最后讨论了一些减小时钟抖动的具体措施。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 时钟抖动 线性调频信号 中频采样 信噪比 脉冲压缩

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采样时钟抖动对超宽带脉冲雷达目标检测性能的影响 被引量：4

7

作者 徐浩 刘凯凯 +2 位作者 马远鹏 王东进 陈卫东 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期659-664,共6页

信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响.为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波... 信号采样是超宽带脉冲雷达接收的关键环节,其中采样时钟抖动会引起ADC输出信噪比的下降,继而对雷达目标的检测性能产生一定影响.为此以雷达目标的检测性能为评价原则,研究了高斯白噪声环境中采样时钟抖动引起的信噪比损失,并以匹配滤波检测器和多样本能量积累检测器为对象,详细推导了采样时钟抖动与目标检测概率的关系.据此给出了输出信噪比损失的理论曲线,通过仿真对比分析了不同检测方法下采样时钟抖动对目标检测性能的影响,对超宽带脉冲雷达系统设计中的采样时钟选取有直接指导意义. 展开更多

关键词 信号采样 采样时钟抖动 信噪比损失 目标检测

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利用ADC输出码密度测量时钟抖动的仿真研究 被引量：3

8

作者 乔崇 阮福明 +2 位作者 何正淼 吴义华 王砚方 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期621-624,共4页

在已有的利用ADC采样研究时钟抖动基本模型的基础上,提出了利用ADC的输出码密度测量时钟抖动的修正模型.考虑了量化噪声的影响,利用信噪比关系,根据修正模型导出了最佳性能公式.最后通过MATLAB对这个修正模型进行了仿真验证,并指出可以... 在已有的利用ADC采样研究时钟抖动基本模型的基础上,提出了利用ADC的输出码密度测量时钟抖动的修正模型.考虑了量化噪声的影响,利用信噪比关系,根据修正模型导出了最佳性能公式.最后通过MATLAB对这个修正模型进行了仿真验证,并指出可以利用修正模型对实际测量结果进行修正. 展开更多

关键词 时钟抖动 模数转换 码密度 信噪比 量化噪声

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数字低电平系统时钟抖动分析与测试 被引量：5

9

作者 文良华 肖尚辉 +2 位作者 王贤武 常玮 张桐 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1456-1460,1493,共6页

文中介绍的高频低电平系统(LLRF)工作频率是162.5 MHz,作为中国C-ADS注入器II预研系统。该LLRF主要实现超导腔谐振频率、腔压幅值稳定及相位稳定控制。LLRF采用4采样的IQ正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制;时钟抖动对LLRF系统的稳... 文中介绍的高频低电平系统(LLRF)工作频率是162.5 MHz,作为中国C-ADS注入器II预研系统。该LLRF主要实现超导腔谐振频率、腔压幅值稳定及相位稳定控制。LLRF采用4采样的IQ正交解调技术构成的全数字闭环反馈控制;时钟抖动对LLRF系统的稳定度和性能至关重要。论文对时钟抖动采用了直接测量的方法,完成了不同时钟系统下LLRF稳定度和性能在线测试,分析了抖动对LLRF作用机理,并根据实验数据,就时钟抖动提出了合理的技术指标。 展开更多

关键词 加速器驱动次临界系统 低电平系统 同相正交 正交解调 闭环控制 时钟抖动

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几种利用ADC采样测量时钟抖动方法的比较 被引量：9

10

作者 吴义华 杨俊峰 邓美彩 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第2期70-76,共7页

研究了使用ADC采样测量时钟抖动的基本原理,在阐述了已经公开发表的利用ADC采样测量时钟抖动的"相干测量法"和"信噪比测量法"的基本思想之后,本文还给出了一种基于正弦信号四参数估计测量时钟抖动的"参数估计... 研究了使用ADC采样测量时钟抖动的基本原理,在阐述了已经公开发表的利用ADC采样测量时钟抖动的"相干测量法"和"信噪比测量法"的基本思想之后,本文还给出了一种基于正弦信号四参数估计测量时钟抖动的"参数估计法",同时通过MATLAB仿真比较了这几种方法的优劣。仿真结果表明,"参数估计法"在这几种方法中具有独特的优势。总的来说,利用ADC测量时钟抖动的大小和分布具有测量设备简单,测量方法简便、快捷,测量结果精度高等特点。 展开更多

关键词 时钟抖动 相干采样 频率扫描 幅度扫描 四参数估计

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基于线性调频信号的ADC时钟抖动误差分析 被引量：4

11

作者 唐婷 何子述 +1 位作者 韩春林 李会勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1018-1021,共4页

模数转换器的时钟抖动引起输出信号的误差,该误差会影响后继的数字信号处理。分析了输入为线性调频信号时,模数转换器中由时钟抖动引起的误差。在给出误差平均功率表达式的基础上,推导出信噪比的近似计算公式。并利用该计算公式,对影响... 模数转换器的时钟抖动引起输出信号的误差,该误差会影响后继的数字信号处理。分析了输入为线性调频信号时,模数转换器中由时钟抖动引起的误差。在给出误差平均功率表达式的基础上,推导出信噪比的近似计算公式。并利用该计算公式,对影响信噪比的各种因素依次进行讨论,其中信号带宽和时钟抖动参数的增大都会降低输出信噪比,而信号时宽和采样频率的变化对信噪比影响非常小。仿真结果验证了信噪比计算公式的正确性。 展开更多

关键词 模数转换器 时钟抖动 线性调频信号 信噪比

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时钟抖动和相位噪声对数据采集的影响 被引量：13

12

作者 段宗明 柴文乾 代传堂 《雷达科学与技术》 2010年第4期372-375,共4页

随着采样频率和A/D变换器位数的增加,时钟抖动和相位噪声对数据采集系统性能的影响更加显著。从相位噪声的双边带功率谱密度出发,详细分析了相位噪声和周期间抖动之间的联系,指出了相位噪声的不同频段对周期间抖动的影响,讨论了数据采... 随着采样频率和A/D变换器位数的增加,时钟抖动和相位噪声对数据采集系统性能的影响更加显著。从相位噪声的双边带功率谱密度出发,详细分析了相位噪声和周期间抖动之间的联系,指出了相位噪声的不同频段对周期间抖动的影响,讨论了数据采集信噪比与时钟抖动和相位噪声之间的关系;并通过仿真给予定量的计算,对时钟源和数据采集系统的设计提供了一些建议;最后,利用某雷达数据采集系统进行实验,给出了相关实验结果。 展开更多

关键词 时钟抖动 相位噪声 A/D变换器 信噪比 采样时钟

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时钟抖动对雷达信噪比和测量精度的影响 被引量：2

13

作者 王伟 杜劲松 +1 位作者 仝盼盼 高洁 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第11期146-150,共5页

为了实现超宽带脉冲信号的高速率采样,雷达液位计采用等效时间采样方法有效降低对系统模数转换器的要求,时钟抖动是采样过程中影响信噪比和测量精度的主要因素之一。文中按照时钟抖动满足高斯随机过程模型,讨论时钟抖动对等效时间采样... 为了实现超宽带脉冲信号的高速率采样,雷达液位计采用等效时间采样方法有效降低对系统模数转换器的要求,时钟抖动是采样过程中影响信噪比和测量精度的主要因素之一。文中按照时钟抖动满足高斯随机过程模型,讨论时钟抖动对等效时间采样的脉冲信号的信噪比影响并给出了理论公式。仿真结果验证了计算公式的正确性,并给出了信噪比损失随各种因素变化的趋势以及信噪比损失对测距精度的影响。 展开更多

关键词 雷达液位计 时钟抖动 等效时间采样 信噪比

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利用ADC测量皮秒量级时钟抖动大小及分布 被引量：1

14

作者 吴义华 杨俊峰 +1 位作者 王砚方 邓美彩 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第3期254-257,共4页

研究了时钟抖动与正弦信号的采样序列之间的关系,并在正弦信号参数估计法的基础上,提出一种利用ADC采样测量皮秒量级的时钟抖动大小和分布的新方法.同时,还从理论上分析了参数估计误差和信号幅度噪声对测量时钟抖动的影响,并进行了仿真... 研究了时钟抖动与正弦信号的采样序列之间的关系,并在正弦信号参数估计法的基础上,提出一种利用ADC采样测量皮秒量级的时钟抖动大小和分布的新方法.同时,还从理论上分析了参数估计误差和信号幅度噪声对测量时钟抖动的影响,并进行了仿真验证.结果表明,采用参数估计测量法测量时钟抖动,不但能够准确地测出抖动的大小,而且能够测出抖动的分布. 展开更多

关键词 数据转换 时钟抖动 ADC 参数估计 采样 仿真

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几种成形滤波器的抗时钟抖动性能的比较 被引量：4

15

作者 樊平毅 冯重熙 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第1期69-76,共8页

提出了一种码间串扰量的测试准则，它是均方意义下眼图开启度测试准则的推广。利用此准则对几种不同的成形滤波器的抗时钟抖动性能进行了精确的数值分析，证明引进滚降系数α可以提高滤波器的抗时钟抖动性能，并且随着参数α的增加，抗... 提出了一种码间串扰量的测试准则，它是均方意义下眼图开启度测试准则的推广。利用此准则对几种不同的成形滤波器的抗时钟抖动性能进行了精确的数值分析，证明引进滚降系数α可以提高滤波器的抗时钟抖动性能，并且随着参数α的增加，抗时钟抖动性能提高。对同一参数α，数值分析结果表明，利用矩形窗设计的成形滤波器和利用ＤＪ（ｄｏｕｂｌｅｊｕｍｐ）谱设计的成形滤波器的抗时钟抖动性能较好。 展开更多

关键词 码间串扰 成形滤波器 时钟抖动

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时钟抖动下加速度测量值的数值双积分误差(英文) 被引量：1

16

作者 谭晓昀 周贤中 +2 位作者 许娜 陈伟平 刘晓为 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1630-1634,共5页

采用蒙特卡洛分析法,对由于时钟抖动造成的加速度计定位误差进行了系统的分析。仿真结果表明,在存在时钟抖动的情况下,加速度测量值是渐近服从高斯分布的,这个结果与理论分析相吻合。对积分距离的方差与时钟抖动之间的关系进行了分析,... 采用蒙特卡洛分析法,对由于时钟抖动造成的加速度计定位误差进行了系统的分析。仿真结果表明,在存在时钟抖动的情况下,加速度测量值是渐近服从高斯分布的,这个结果与理论分析相吻合。对积分距离的方差与时钟抖动之间的关系进行了分析,理论及仿真分析结果都表明了噪声的数值双积分的积分误差与时钟抖动的大小成正比。当输入一个幅值为1g,周期为1s的正弦波加速度信号时,1s后数值双积分的积分误差与时钟抖动的比例系数为0.2611。 展开更多

关键词 微加速度计 时钟抖动 数值双积分 微机电系统

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伪码测距中处理速率对再生时钟抖动性能的影响 被引量：1

17

作者 张朝杰 金小军 +2 位作者 姜建文 杨伟君 金仲和 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1805-1809,共5页

在微小卫星再生伪码测距中,码同步环的跟踪性能是决定测距精度的关键,而数字处理速率对再生时钟性能存在着影响。本文分析了再生时钟抖动性能的影响因素,并用实验验证理论分析结果。分析及实验验证表明,低测距信噪比时的再生时钟抖动主... 在微小卫星再生伪码测距中,码同步环的跟踪性能是决定测距精度的关键,而数字处理速率对再生时钟性能存在着影响。本文分析了再生时钟抖动性能的影响因素,并用实验验证理论分析结果。分析及实验验证表明,低测距信噪比时的再生时钟抖动主要取决于环路带宽和伪码码片速率,而在高信噪比下却受限于数字处理速率。因此,为了提升再生时钟的抖动性能从而提高再生伪码测距精度,在低信噪比下可通过降低环路带宽和提高码片速率来实现,而在高信噪比下必须提高处理速率。 展开更多

关键词 伪码测距 码跟踪环 处理速率 时钟抖动

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时钟抖动对水下激光MPPM通信的误码影响分析 被引量：1

18

作者 易淼 陈名松 +1 位作者 李天松 孙丽华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期597-599,603,共4页

多脉冲位置调制(multi-pulse position modulation,MPPM)与脉冲位置调制相比具有能量信息效率高和带宽低的优点,是水下激光通信中一种有效的通信方式。为了研究时钟抖动对激光水下多脉冲位置调制通信的误码影响,在分析 MPPM 时钟抖动时... 多脉冲位置调制(multi-pulse position modulation,MPPM)与脉冲位置调制相比具有能量信息效率高和带宽低的优点,是水下激光通信中一种有效的通信方式。为了研究时钟抖动对激光水下多脉冲位置调制通信的误码影响,在分析 MPPM 时钟抖动时的性能的基础上,通过理论计算提出了 MPPM 最小误比特率的映射列表的方法,分析并仿真了 MP—PM 使用二进制码和格雷码两种编码方式的误比特率。结果表明,在相同的传输带宽和传输速率下,使用格雷码编码的MPPM 误码性能优于二进制编码,且 MPPM 的性能优于脉冲位置调制,误比特率降低约2.4dB。该研究结果对提高水下激光通信性能具有一定的理论参考价值。 展开更多

关键词 光通信 多脉冲位置调制 格雷码 时钟抖动 误比特率

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基于线性调频信号的数模转换器时钟抖动误差分析 被引量：1

19

作者 唐婷 何子述 +1 位作者 韩春林 李会勇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第11期1781-1784,共4页

数模转换器的时钟抖动引起输出信号的误差,该误差会影响后继的信号处理。本文分析了数模转换器中输入为线性调频信号时,由时钟抖动引起的误差。首先给出了该误差平均功率表达式,然后根据该表达式推导出输出信噪比的近似计算公式,最后对... 数模转换器的时钟抖动引起输出信号的误差,该误差会影响后继的信号处理。本文分析了数模转换器中输入为线性调频信号时,由时钟抖动引起的误差。首先给出了该误差平均功率表达式,然后根据该表达式推导出输出信噪比的近似计算公式,最后对影响信噪比的各种因素进行讨论,其中信号的带宽及时钟抖动参数的增大均会降低输出信噪比,而调频斜率的变化对输出信噪比影响较小,采样频率的增大可以在一定程度上提高信噪比。仿真结果验证了信噪比计算公式的正确性,并给出了信噪比随各种因素变化的趋势。 展开更多

关键词 数模转换器 时钟抖动 线性调频信号 信噪比

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DDS线性调频信号时钟抖动误差分析 被引量：1

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作者 陈菡 谭剑美 《雷达科学与技术》 2012年第3期328-331,共4页

直接数字频率合成(DDS)是产生线性调频(LFM)信号常用方法,时钟抖动是影响其信号质量的因素之一。从时域出发,建立了由时钟抖动引起的DDS输出误差模型,推导出了抖动引起的LFM信号信噪比理论预测公式。分析指出随着时钟频率的提高,时钟抖... 直接数字频率合成(DDS)是产生线性调频(LFM)信号常用方法,时钟抖动是影响其信号质量的因素之一。从时域出发,建立了由时钟抖动引起的DDS输出误差模型,推导出了抖动引起的LFM信号信噪比理论预测公式。分析指出随着时钟频率的提高,时钟抖动对信噪比的影响更加明显;当时钟抖动低于10ps时,信噪比对时钟抖动的变化更为敏感。针对给定的信噪比要求和确知的LFM信号,给出了时钟抖动的限定公式,设计者可据此选择恰当的时钟源。最后,通过实验验证了理论推导的正确性。 展开更多

关键词 时钟抖动 线性调频(LFM) 直接数字频率合成(DDS) 信噪比

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