簡(jiǎn)介

為RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考輸入電路可能會(huì)非常棘手。一個(gè)挑戰(zhàn)是保持輸入時(shí)鐘的相位噪聲性能，同時(shí)滿足時(shí)鐘的保護(hù)，緩沖和分配要求。本文介紹如何設(shè)計(jì)10MHz參考輸入電路并優(yōu)化其性能。

設(shè)計(jì)要求

RF儀器和無(wú)線收發(fā)器通常具有輸入功能。外部參考時(shí)鐘，例如RF儀器上常見(jiàn)的10MHz參考輸入端口。許多這些相同的系統(tǒng)包括通過(guò)系統(tǒng)分配參考時(shí)鐘的規(guī)定。圖1顯示了一種常見(jiàn)方案，其中參考時(shí)鐘將參考輸入提供給兩個(gè)不同的鎖相環(huán)（PLL）。

設(shè)計(jì)良好，魯棒的輸入可接受正弦波和方波信號(hào)。廣泛的幅度。即使面對(duì)不同的輸入，它也會(huì)保持對(duì)系統(tǒng)內(nèi)目標(biāo)PLL輸入的恒定信號(hào)電平驅(qū)動(dòng)。暴露于世界的參考輸入端口應(yīng)具有過(guò)壓/過(guò)功率保護(hù)。最重要的是，時(shí)鐘信號(hào)的相位噪聲性能不可避免的降低應(yīng)該最小化。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

LTC6957-1是一款非常低的附加相位噪聲（或抖動(dòng)）雙輸出時(shí)鐘緩沖器和邏輯轉(zhuǎn)換器。 LTC6957的輸入在寬幅度范圍內(nèi)接受正弦波或方波，并以恒定幅度驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

LTC6957提供各種輸出邏輯信號(hào)選項(xiàng)：PECL，LVDS和CMOS （同相和互補(bǔ)），允許它驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。圖2顯示了使用LTC6957-3的10MHz參考輸入電路，它產(chǎn)生兩個(gè)同相CMOS輸出。

圖2所示的變壓器具有多種功能。首先，與其后的肖特基二極管配合使用，可提供輸入過(guò)壓/過(guò)壓保護(hù)。二極管限制了LTC6957-3的交流電壓。 WBC16-1T可以處理高達(dá)0.25W的功率（3.5V RMS 到50Ω）。

變壓器還隔離了連接器接地 - 通常連接到底盤(pán)RF系統(tǒng) - 來(lái)自系統(tǒng)的內(nèi)部模擬地。

此外，變壓器對(duì)輸入信號(hào)施加電壓增益，從而使LTC6957-3看到的邊緣變陡。這有助于減少AM到PM的噪聲轉(zhuǎn)換，從而限制相位噪聲降級(jí)，特別是對(duì)于小輸入信號(hào)。 WBC16-1T的電壓增益為4。由于LTC6957-3對(duì)變壓器提供高阻抗負(fù)載，因此可以依賴變壓器的四倍電壓增益，而不是其最大和理想功率增益。

R1和R2可以可以組合調(diào)整，使輸入端口與50Ω匹配。對(duì)于小輸入信號(hào)，二極管關(guān)閉，變壓器在圖2中看到804Ω的負(fù)載。由于變壓器的初級(jí)到次級(jí)阻抗比為16，負(fù)載反射到輸入大約為50Ω。對(duì)于較大的輸入信號(hào)，肖特基二極管導(dǎo)通，將604Ω電阻降至接近短路。這會(huì)降低參考輸入回波損耗 - 這是一個(gè)可以通過(guò)調(diào)整R1和R2的值來(lái)避免的問(wèn)題，但這樣做會(huì)有權(quán)衡。

對(duì)于大輸入信號(hào)，可以通過(guò)增加R1的值和降低R2的值來(lái)改善輸入回波損耗，使得它們的組合串聯(lián)電阻保持在800Ω左右。但是，由于R1與信號(hào)串聯(lián)，因此會(huì)增加噪聲。較大的R1與較小的R2組合在一起，導(dǎo)致LTC6957-3輸入端出現(xiàn)較小的信號(hào)部分，進(jìn)一步降低了相位噪聲性能。換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)使用R1和R2的值來(lái)折衷輸入回波損耗的相位噪聲性能。圖2中顯示的值表明這兩個(gè)性能指標(biāo)的總體平衡。

圖2中將連接器與變壓器分開(kāi)的交流耦合電容為直流電源提供輸入保護(hù)。

LTC6957-3具有內(nèi)部低通濾波器，可通過(guò)FILTA和FILTB引腳選擇。該選項(xiàng)策略性地限制了LTC6957的第一個(gè)放大器級(jí)的帶寬，因此限制了電路的附加相位噪聲，特別是當(dāng)輸入信號(hào)較弱時(shí)，如下所示。

性能

10MHz OCXO通過(guò)步進(jìn)衰減器連接到電路輸入端，如圖2所示。參考輸入信號(hào)在-10dBm和10dBm之間變化，同時(shí)測(cè)量輸出端的相位噪聲基底。 LTC6957-3使用Agilent E5052A信號(hào)源分析儀進(jìn)行不同的輸入濾波器設(shè)置。圖3顯示了在100kHz偏移下測(cè)量的LTC6957-3的10MHz CMOS時(shí)鐘輸出的相位本底噪聲。

如果外部施加的10MHz參考信號(hào)的幅度未知，則將FILTA拉低并將FILTB拉低如圖3所示，高產(chǎn)良好的整體相位噪聲性能。但是，如果測(cè)量輸入端的應(yīng)用信號(hào)電平并應(yīng)用適當(dāng)?shù)臑V波器設(shè)置，則可以優(yōu)化性能。

當(dāng)參考輸入功率為0dBm至50Ω時(shí)，圖2中選擇的R1和R2值導(dǎo)致輸入回波損耗為-9dB。輸入功率越低，回波損耗越大，功率越大，回波損耗越大。

結(jié)論

強(qiáng)大的高性能10MHz參考輸入電路圍繞LTC6957-3。功能包括各種輸入信號(hào)類型和電平兼容性，保護(hù)和時(shí)鐘分配，以及有限的相位噪聲降級(jí)。評(píng)估并優(yōu)化電路的相位噪聲和輸入回波損耗。 LTC6957-3簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了出色的整體性能。