一款用于RF系統(tǒng)的堅(jiān)固型10MHz基準(zhǔn)時(shí)鐘輸入保護(hù)電路和分配器

引言

要為RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)輸入電路證明是棘手的事情。難題之一是在滿(mǎn)足時(shí)鐘的保護(hù)、緩沖及分配要求的同時(shí)也要保持輸入時(shí)鐘的相位噪聲性能。本文將說(shuō)明怎樣設(shè)計(jì)一款10MHz基準(zhǔn)輸入電路并優(yōu)化其性能。

設(shè)計(jì)要求

RF儀器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器常常具有一個(gè)用于外部基準(zhǔn)時(shí)鐘的輸入，例如：RF儀器上廣泛使用的10MHz基準(zhǔn)輸入端口。許多同類(lèi)系統(tǒng)都包括一種裝置以用于在整個(gè)系統(tǒng)中分配基準(zhǔn)時(shí)鐘。圖1示出了一款常用方案，其中由基準(zhǔn)時(shí)鐘向兩個(gè)不同的鎖相環(huán)(PLL)提供基準(zhǔn)輸入。

圖1：用于RF系統(tǒng)的常用基準(zhǔn)輸入和基準(zhǔn)分配方框圖。

設(shè)計(jì)精良的堅(jiān)固型輸入可接受寬幅度范圍的正弦波和方波信號(hào)。即使在輸入多變的情況下，其也可保持向系統(tǒng)內(nèi)部的目標(biāo)PLL輸入提供恒定的信號(hào)電平驅(qū)動(dòng)。完全暴露的基準(zhǔn)輸入端口應(yīng)當(dāng)具備過(guò)壓/過(guò)功率保護(hù)功能。最重要的是：對(duì)于不可避免的時(shí)鐘信號(hào)相位噪聲性能下降，應(yīng)最大限度地加以抑制。

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案

LTC6957是一款非常低附加噪聲(或抖動(dòng))的雙輸出時(shí)鐘緩沖器和邏輯轉(zhuǎn)換器。LTC6957的輸入可接受寬幅度范圍的正弦波或方波信號(hào)，并以恒定的幅度驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

LTC6957提供了各種不同的輸出邏輯信號(hào)選項(xiàng)：PECL、LVDS和CMOS(同相及互補(bǔ)型)，從而使其能驅(qū)動(dòng)多種負(fù)載。圖2示出了一款采用LTC6957-3的10MHz基準(zhǔn)輸入電路，其可產(chǎn)生兩個(gè)同相CMOS輸出。

圖2：采用LTC6957-3并具前端保護(hù)功能的10MHz基準(zhǔn)輸入電路，圖中示出了測(cè)試信號(hào)和相位噪聲測(cè)量設(shè)置。

圖2中所示的變壓器起多項(xiàng)作用。首先，它與位于其后的肖特基二極管共同提供了輸入過(guò)功率/過(guò)壓保護(hù)。這些二極管可限制LTC6957-3所承受的AC電壓。WBC16-1T能夠處理高達(dá)0.25W的功率(給50Ω負(fù)載輸送3.5VRMS)。

該變壓器還負(fù)責(zé)將連接器的地(其通常連接至RF系統(tǒng)的底板)與系統(tǒng)的內(nèi)部模擬地隔離開(kāi)來(lái)。

另外，該變壓器還給輸入信號(hào)施加了一個(gè)電壓增益，因而使LTC6957-3接收的脈沖信號(hào)邊沿變得陡峭。這有助于減少AM至PM噪聲轉(zhuǎn)換，反過(guò)來(lái)又抑制了相位噪聲性能的下降，特別是在采用小輸入信號(hào)時(shí)。WBC16-1T具有一個(gè)數(shù)值為4的電壓增益。可以依賴(lài)變壓器的電壓增益(等于4)，而不是其數(shù)值為1的最大和理想功率增益，因?yàn)長(zhǎng)TC6957-3給變壓器提供了一個(gè)高阻抗負(fù)載。