利用低抖動LVPECL扇出緩沖器增加時鐘源的輸出數

器件連接/參考

ADF4351：集成VCO的小數N分頻PLL合成器

ADCLK948：提供8路LVPECL輸出的時鐘扇出緩沖器

評估和設計支持

電路評估板

ADF4351評估板(EVAL-ADF4351EB1Z)

ADCLK948評估板(ADCLK948/PCBZ)

設計和集成文件

原理圖、布局文件、物料清單

電路功能與優勢

許多系統都要求具有多個低抖動系統時鐘，以便實現混合信號處理和定時。圖1所示電路將ADF4351集成鎖相環(PLL)和壓控振蕩器(VCO)與ADCLK948接口，后者可通過ADF4351的一路差分輸出提供多達八路差分、低電壓正射極耦合邏輯(LVPECL)輸出。

現代數字系統經常要求使用許多邏輯電平不同于時鐘源的高質量時鐘。為了確保在不喪失完整性的情況下準確地向其它電路元件配電，可能需要額外的緩沖。此處介紹ADF4351時鐘源和ADCLK948時鐘扇出緩沖器之間的接口，并且測量結果表明與時鐘扇出緩沖器相關的加性抖動為75 fs rms。

電路描述

ADF4351是一款寬帶PLL和VCO，由三個獨立的多頻段VCO組成。每個VCO涵蓋約700 MHz的范圍（VCO頻率之間有部分重疊）。這樣可提供2.2 GHz至4.4 GHz的基本VCO頻率范圍。低于2.2 GHz的頻率可使用ADF4351的內部分頻器生成。

要完成時鐘生成，必須使能ADF4351 PLL和VCO，且必須設置所需的輸出頻率。ADF4351的輸出頻率通過RFOUT引腳處的開集輸出端提供，該引腳處需要一個并聯電感（或電阻）和一個隔直電容。

ADCLK948是一款SiGe低抖動時鐘扇出緩沖器，非常適合與ADF4351配合使用，因為其最大輸入頻率(4.5 GHz)剛好高于ADF4351 (4.4 GHz)。寬帶均方根加性抖動為75 fs。

為了模擬LVPECL邏輯電平，需要向ADCLK948的CLK輸入端增加1.65 V的直流共模偏置電平。這可以通過使用電阻偏置網絡來實現。缺少直流偏置電路會導致ADCLK948輸出端的信號完整性降低。

常見變化

也可以使用ADF4350小數N分頻（137 MHz至4400 MHz）和ADF4360整數N分頻系列等其它集成VCO的頻率合成器。

與ADCLK948同一系列的其它可用時鐘扇出緩沖器有ADCLK946（6路LVPECL輸出）、ADCLK950（10路LVPECL輸出）及ADCLK954（12路LVPECL輸出）。

電路評估與測試

評估本電路時，利用EVAL-ADF4351EB1Z板作為時鐘源，并略作修改。EVAL-ADF4351EB1Z板使用標準ADF4351編程軟件，該軟件包含在評估板附帶的光盤上。此外還需要ADCLK948/PCBZ，并且無需修改便可以直接使用。

設備要求

需要以下設備：

. EVAL-ADF4351EB1Z評估板套件，含編程軟件

. ADCLK948PCBZ評估板

. 3.3 V電源

. 用于連接3.3 V電源和ADCLK948PCBZ的兩條電纜

. 兩條長度相等且較短的SMA同軸電纜

. 高速示波器（2 GHz 帶寬）或等效器件

. RS FSUP26頻譜分析儀或等效器件

. 裝有Windows XP、Windows Vista（32位）或Windows 7（32位）的PC

需要使用SMA同軸電纜，以便將EVAL-ADF4351EB1Z的RFOUTA+和RFOUTA?引腳與ADCLK948PCBZ的CLK0和CLK0引腳相連。

功能框圖

本實驗中使用ADCLK948PCBZ和EVAL-ADF4351EB1Z。這些電路板通過一條SMA電纜連接至ADCLK948PCBZ，如圖1所示。

開始使用

UG-435用戶指南詳細說明了EVAL-ADF4351EB1Z評估軟件的安裝和使用。UG-435還包含電路板設置說明以及電路板原理圖、布局和物料清單。電路板上必要的修改是在隔直電容之后插入100 Ω電阻。這些電阻與3.3 V電源相連并接地。對RFOUTA+和RFOUTA-引腳都應該執行此操作，以提供1.65 V的共模電壓（高于所需的最低值1.5 V）。這樣可能就需要去除這些傳輸線附近的阻焊膜。

UG-068用戶指南包含關于ADCLK948/PCBZ評估板操作的類似信息。

邏輯電平測量

本例中，為準確測量高速邏輯電平，將Rohde Schwarz RTO1024示波器與兩個RT-ZS30有源探頭配合使用。

在PC上安裝ADF435x軟件，具體做法說明如下：

1. 根據UG-435中的硬件驅動程序說明將EVAL-ADF4351EB1Z連接至PC。

2. 根據ADF435x軟件的屏幕截圖（見圖3）對ADF4351 PLL進行編程。本例中選擇了1 GHz的RF頻率。

3. 用兩條長度相等且較短的SMA電纜將EVAL-ADF4351EB1Z板的RFOUTA+和RFOUTA? SMA連接器與ADCLK948/PCBZ板的CLK0/CLK0 SMA連接器相連。