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抖动与相位噪声
明白到抖动对ADC 效能的影响，现在将焦点转到研究抖动上。数据通讯或高效能数据转换领域的工程师倾向以抖动来制定频率需求，而精确的时序与频率领域的工程师则是以相位噪声参数来制定频率效能。了解形成抖动的成分的本质，对于估算相位噪声与抖动很有帮助。
参见图五，抖动包含两个主要的成分：有界的（或定量性）抖动与无界的（或随机）抖动。定量性抖动具有可预测且可重复的特性，因此，它可以相对少量的以观测值进行精确的量化，因此定量性抖动可以表示为峰值到峰值的数值。另一方面，随机抖动是随机的过程累积的结果，造成量测或定量较不明确。随机抖动表示为 RMS 数值，一般会再附上量测频宽作为定性标示。
图 五：抖动家族数状图
相位噪声为噪声源直接的量测值，是构成总抖动的随机噪声成分。相位噪声可使用频谱分析仪来量测，频谱分析仪可量测载波（基础）频率在 1 Hz 频宽内不同的偏移之下的功率位准，因此相位噪声效能是以离散的数值搭配相对应的频率偏移标示的，其表示的单位为 dBc／ Hz，或常以单侧频带图来表示。
大部分现今的频谱分析仪会计算 RMS抖动值。然而，了解如何进行量测将可帮助了解相位噪声如何影响系统效能。如果频谱分析仪设定为量测相位噪声，会显示出单侧频带图。将相位噪声转换为RMS抖动的第一步是将表示在相位噪声图中介于两个特定频率偏移值之下的功率面积积分（这是伴随抖动数值的量测频宽，其表示单位为 timeRMS，见图六）。此计算值称为RMS相位误差。由于频谱分析仪会显示单侧频带图，其面积读值要乘两倍。
图 六：RMS 相位误差量测图
一旦决定RMS相位误差，剩下的转换程序就很简单。函数 L(f) 通常定义单侧频带相位噪声。如果将RMS相位误差定义为 rms，则：
（公式8）
因此，
（公式9）
当RMS抖动以有意义的方式定义，f1 与f2 的数值也必须与RMS抖动数值一起列出来。
时序装置的详细分析
图八 表示时序装置主要的功能性方块图。时序装置可以产生参考频率输入的多重、整数数量副本。如果参考频率分配到多重的适配卡，且因为透过电缆线或骨干的传输过程中而包含额外的噪声，则时序装置可以设定为从噪声含量多的参考频率输入中移除相位噪声（因此也移除抖动），然后产生「干净的」 频率输入的多重、整数数量的副本。时序装置包含锁相回路(phase locked loop)、回路滤波器、电压控制振荡器、分配区段(distribution section)、偏移控制(skew controls)、与输出缓冲器。
图 七：时序装置功能性方块图
时序装置最佳化
要找出时序装置最佳的配置，可能要透过反复的试验。设计师应该了解各个区块对整体系统效能的影响。
没有一套设计配置适合于所有应用，但具有协助工具可以更明确地进行时序装置。工程师在设计装置效能所应用的基本机制包含PLL参数、回路滤波器参数、分配区段、偏移控制。此外，装置整体的噪声背景值对效能也有重大的影响。针对最佳装置的概述，可参考 Dean Banerjee(注：ISBN 0-9708207-1-2)所著的「PLL 效能、模拟、与设计，第四版」(PLL Performance, Simulation, and Design Fourth Edition)。
设计师可以调整特定的参数，提高效能。请参考下方描述时序装置相位噪声的图八与图九，其回路滤波器从较宽的回路频宽（如图八）调整为较窄的回路频宽（如图九所示）。
如果尚未允许该讯号拾取宽带噪声源时，参考输入（图中显示为 TCXO 曲线）一般在相位噪声中靠近其基础频率处会有非常陡的滚边。如果已拾取噪声，则可能噪声完全不会产生向下滚边。时序装置频率输出中的主要的噪声来自：
1.参考输入
2.锁相回路（PLL）
3.电压控制振荡器（VCO）
4.分配区段
5.装置噪声背景值
装置中的PLL、VCO、与噪声背景值都会有「工作分工」；而他们主要的工作包含频率平移与噪声抑制。设定回路滤波器截止频率可决定何时VCO接管PLL的噪声衰减的工作。在非常大的偏移下的相位噪声值大部分由装置噪声背景值决定，一小部份由VCO决定。
在使用窄回路频宽设计配置下，如图九所示，VCO倾向主导总噪声效能。如果PLL在靠近载波处有优异的效能，则回路滤波器应该调整为远离载波，这样它可以在参考输入中过滤任何噪声。这是一个良好的配置，特别是如果VCO在很远的（可能是 > 50 kHz）偏移下具有优异的相位噪声效能。
图八：具有宽的回路频宽之时序装置的相位噪声
图 九：具有窄的回路频宽之时序装置的相位噪声
结论
高效能数据转换器中，反复的试验可决定频率时序装置配置的优劣。设计师如果对ADC 讯号与噪声效能相关的问题具有相当的了解，并参考良好的协助设计工具，就可以达成完美的设计。表面上看来，在数据转换器设计中附属部分花时间进行最佳化看似琐碎，但此举能令消费者感受到完美设计所带来「高分辨率」的差异。
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