一款用于RF系統的堅固型10MHz基準時鐘輸入保護電路和分配器

引言

要為RF系統設計基準輸入電路證明是棘手的事情。難題之一是在滿足時鐘的保護、緩沖及分配要求的同時也要保持輸入時鐘的相位噪聲性能。本文將說明怎樣設計一款10MHz基準輸入電路并優化其性能。

設計要求

RF儀器和無線收發器常常具有一個用于外部基準時鐘的輸入，例如：RF儀器上廣泛使用的10MHz基準輸入端口。許多同類系統都包括一種裝置以用于在整個系統中分配基準時鐘。圖1示出了一款常用方案，其中由基準時鐘向兩個不同的鎖相環(PLL)提供基準輸入。

圖1：用于RF系統的常用基準輸入和基準分配方框圖。

設計精良的堅固型輸入可接受寬幅度范圍的正弦波和方波信號。即使在輸入多變的情況下，其也可保持向系統內部的目標PLL輸入提供恒定的信號電平驅動。完全暴露的基準輸入端口應當具備過壓/過功率保護功能。最重要的是：對于不可避免的時鐘信號相位噪聲性能下降，應最大限度地加以抑制。

設計實現方案

LTC6957是一款非常低附加噪聲(或抖動)的雙輸出時鐘緩沖器和邏輯轉換器。LTC6957的輸入可接受寬幅度范圍的正弦波或方波信號，并以恒定的幅度驅動負載。

LTC6957提供了各種不同的輸出邏輯信號選項：PECL、LVDS和CMOS(同相及互補型)，從而使其能驅動多種負載。圖2示出了一款采用LTC6957-3的10MHz基準輸入電路，其可產生兩個同相CMOS輸出。

圖2：采用LTC6957-3并具前端保護功能的10MHz基準輸入電路，圖中示出了測試信號和相位噪聲測量設置。

圖2中所示的變壓器起多項作用。首先，它與位于其后的肖特基二極管共同提供了輸入過功率/過壓保護。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0.25W的功率(給50Ω負載輸送3.5VRMS)。

該變壓器還負責將連接器的地(其通常連接至RF系統的底板)與系統的內部模擬地隔離開來。

另外，該變壓器還給輸入信號施加了一個電壓增益，因而使LTC6957-3接收的脈沖信號邊沿變得陡峭。這有助于減少AM至PM噪聲轉換，反過來又抑制了相位噪聲性能的下降，特別是在采用小輸入信號時。WBC16-1T具有一個數值為4的電壓增益。可以依賴變壓器的電壓增益(等于4)，而不是其數值為1的最大和理想功率增益，因為LTC6957-3給變壓器提供了一個高阻抗負載。