可限制抖动降级的LTC695缓冲器

您正在寻找低附加相位噪声（抖动）缓冲器，以将10MHz正弦波源作为参考时钟分配到您的系统中。在查看来自不同供应商的几个数据表之后，您意识到在这个相对较低的频率下给出的性能信息不多。市场上大多数高性能时钟缓冲器/分配器似乎都适用于远高于10MHz的频率。实验室可能是澄清这一点的最佳位置，所以让我们去那里。

让我们选择同类产品中最好的时钟缓冲器，即LTC6957，并将10MHz OCXO连接到DC1766A的输入端 - A，具有同相CMOS输出的LTC6957-3演示板，通过步进衰减器控制输入的幅度。下图显示了我们的设置。为了评估具有不同幅度的10MHz输入正弦波的器件的性能，让我们测量距离载波100kHz偏移的CMOS输出的相位本底噪声。

OCXO相位本底噪声是与LTC6957相比较低，在以下分析中将被忽略。这意味着LTC6957输出端的相位噪声测量值将被假定为LTC6957的附加相位噪声，而不会产生太多误差。 （在这个实验中使用的Wenzel OCXO比LTC6957燃烧了更多的功率和成本，因此它的本底噪声较低也就不足为奇了。）

以下是由此产生的相位噪声基底因为输入正弦波的幅度在LTC6957的指定输入范围内变化。

与输入幅度（或转换速率）相比，相位噪声基底似乎以1：1的比率几乎线性降低。这是预期的，因为LTC6957是一个限幅放大器，当输入压摆率与最大指定速率相比相对较低时，市场上的每个其他限幅放大器或时钟缓冲器/分配器的行为都相似。

与任何其他电子放大器一样，限幅放大器在其输入端具有宽带噪声。输入噪声会干扰正弦波，并可以在限幅放大器的输入端随机改变零交叉力矩。噪声使零交叉的位置移位，使得放大器输出的周期从一个周期变化到另一个周期。这会产生抖动并降低信号的相位噪声。

输入信号在限幅放大器过零点附近的时间越短，输入噪声对它的影响就越小。换句话说，输入正弦波的压摆率越快，限幅放大器输入级的抖动就越少。

现在，市场上所有其他限幅放大器或缓冲器缺少的是一种方式通过限制放大器内第一级放大器的带宽来限制输入宽带噪声。正如我们将很快发现的那样，当额外带宽对限幅放大器没有任何优势时限制带宽（当输入频率与放大器的带宽相比较低时这是正确的），对于限制限幅的相位噪声降低至关重要放大器。 LTC6957在这方面有很大不同，因为它提供了通过提供两个具有不同截止频率的滤波器来限制输入带宽的选择，并且随后可以在不需要额外带宽时降低输入噪声 [1]

让我们回到实验室并重复我们之前的测量，同时根据数据表建议打开相应的LTC6957滤波器（参见LTC6957数据手册的“输入滤波”部分）。

正如我们所看到的，随着LTC6957滤波器的推出，-10dBm输入的改善可达7dB。这意味着在滤波器的帮助下，抖动小于未滤波值的一半。由于其他供应商不提供限制带宽的选项，因此无法限制其自身宽带输入噪声的影响，从而限制在较低输入频率下发生的抖动降级。 LTC6957是一个更高频率的缓冲器/限幅器，但它也随着滤波器的使用而发展，在较低的频率下表现优异。

鉴于LTC6957的相位噪声性能通过使用滤波器而得到提升，为什么不呢？尝试使用低于指定-10dBm值的输入的LTC6957？上述测量表明，在这些滤波器的帮助下，将输入降低至-20dBm似乎仍然可以产生稳健的行为。值得注意的是，LTC6957的设计可支持在10MHz下工作低至-20dBm，而数据表中的-10dBm规格则受ATE限制。大多数部件可以做-30dBm，但是将低端限制在-20dBm会留下温度和部件间差异的余量。

除了显示滤波器的影响外，这些测量还回答了原始问题关于在限制放大器数据表中缺少10MHz性能规范，通过明确表示此频率下的LTC6957性能。