高速隨機(jī)數(shù)發(fā)生器簡(jiǎn)化眼圖測(cè)試

　　比較器輸出經(jīng)過一個(gè)低通濾波器反饋到它的反相輸入端,形成一個(gè)占空比接近50%的輸出信號(hào)。這樣,在U3A的輸出端可以得到與電路輸入時(shí)鐘同步的隨機(jī)數(shù)據(jù)流。遺憾的是,比較器的輸出信號(hào)常常會(huì)影響U3A的建立和保持時(shí)間,引起較大抖動(dòng)。將數(shù)據(jù)流信號(hào)再經(jīng)過一個(gè)與時(shí)鐘同步的D觸發(fā)器(U3B)即可解決這個(gè)問題。這個(gè)電路的工作速率可達(dá)62.5Mbps的(見圖2所示眼圖)。當(dāng)工作于20Mbps時(shí),抖動(dòng)小于200PS(峰-峰值),適用于RS-422、RS-484、CAN、USB、RS-232、PROFIBUS等通信協(xié)議。

 

　　圖2 圖1輸出的20Mbps眼圖,最高可達(dá)62.5Mbps

　　需根據(jù)具體應(yīng)用選擇運(yùn)算放大器、比較器和D觸發(fā)器,運(yùn)算放大器U1A、U1B的帶寬應(yīng)達(dá)到用戶期望的最高輸出信號(hào)頻率(在本例中,MAX1428增益帶寬積達(dá)到25MHz)。該運(yùn)放的穩(wěn)定增益大于或等于10倍,但對(duì)現(xiàn)在的應(yīng)用來說,穩(wěn)定性已不是主要關(guān)注的問題。為得到合理量級(jí)的隨機(jī)數(shù),比較器的傳輸延時(shí)應(yīng)能達(dá)到所期望的最小比特率周期的水平(太大的傳輸時(shí)延可能會(huì)造成N-1、N、N+1之間的某一位丟失)。MAX961是一個(gè)好的選擇,其傳輸時(shí)延只有4.5ns。觸發(fā)器需提供快速的上升時(shí)間和干凈的邊沿,以及盡量小或沒有過沖。可選擇74HVC74,以保持與運(yùn)放和比較器相同的工作電壓范圍：2.7V-5.5V。74HVC74的工作電壓范圍可達(dá)2V-5.5V,最小開關(guān)頻率可達(dá)80MHz(3V供電)。

　　該電路可采用2.7V-5.5V電源供電,為了得到最佳效果,時(shí)鐘擺幅最好能夠達(dá)到電源至地的滿擺幅范圍,且用50W負(fù)載進(jìn)行終端匹配。將輸出隨機(jī)數(shù)據(jù)流用一截短電纜連接到被測(cè)設(shè)備(DUT),不要端接數(shù)據(jù)流信號(hào),因?yàn)橛|發(fā)器無法驅(qū)動(dòng)50W負(fù)載。由于觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行2倍分頻,因此須采用所期望的輸出比特率作為時(shí)鐘頻率(例如,為得到10Mbps的速率,時(shí)鐘頻率應(yīng)設(shè)置為10MHz)。將被測(cè)設(shè)備的輸出連接到示波器,示波器帶寬應(yīng)足以滿足測(cè)試要求,余輝應(yīng)設(shè)為無限大,并利用時(shí)鐘源同步。