应用于RF系统10MHz参考输入电路的LTC6957-3应用

简介

为RF系统设计参考输入电路可能会非常棘手。一个挑战是保持输入时钟的相位噪声性能，同时满足时钟的保护，缓冲和分配要求。本文介绍如何设计10MHz参考输入电路并优化其性能。

设计要求

RF仪器和无线收发器通常具有输入功能。外部参考时钟，例如RF仪器上常见的10MHz参考输入端口。许多这些相同的系统包括通过系统分配参考时钟的规定。图1显示了一种常见方案，其中参考时钟将参考输入提供给两个不同的锁相环（PLL）。

设计良好，鲁棒的输入可接受正弦波和方波信号。广泛的幅度。即使面对不同的输入，它也会保持对系统内目标PLL输入的恒定信号电平驱动。暴露于世界的参考输入端口应具有过压/过功率保护。最重要的是，时钟信号的相位噪声性能不可避免的降低应该最小化。

设计实现

LTC6957-1是一款非常低的附加相位噪声（或抖动）双输出时钟缓冲器和逻辑转换器。 LTC6957的输入在宽幅度范围内接受正弦波或方波，并以恒定幅度驱动负载。

LTC6957提供各种输出逻辑信号选项：PECL，LVDS和CMOS （同相和互补），允许它驱动各种负载。图2显示了使用LTC6957-3的10MHz参考输入电路，它产生两个同相CMOS输出。

图2所示的变压器具有多种功能。首先，与其后的肖特基二极管配合使用，可提供输入过压/过压保护。二极管限制了LTC6957-3的交流电压。 WBC16-1T可以处理高达0.25W的功率（3.5V RMS 到50Ω）。

变压器还隔离了连接器接地 - 通常连接到底盘RF系统 - 来自系统的内部模拟地。

此外，变压器对输入信号施加电压增益，从而使LTC6957-3看到的边缘变陡。这有助于减少AM到PM的噪声转换，从而限制相位噪声降级，特别是对于小输入信号。 WBC16-1T的电压增益为4。由于LTC6957-3对变压器提供高阻抗负载，因此可以依赖变压器的四倍电压增益，而不是其最大和理想功率增益。

R1和R2可以可以组合调整，使输入端口与50Ω匹配。对于小输入信号，二极管关闭，变压器在图2中看到804Ω的负载。由于变压器的初级到次级阻抗比为16，负载反射到输入大约为50Ω。对于较大的输入信号，肖特基二极管导通，将604Ω电阻降至接近短路。这会降低参考输入回波损耗 - 这是一个可以通过调整R1和R2的值来避免的问题，但这样做会有权衡。

对于大输入信号，可以通过增加R1的值和降低R2的值来改善输入回波损耗，使得它们的组合串联电阻保持在800Ω左右。但是，由于R1与信号串联，因此会增加噪声。较大的R1与较小的R2组合在一起，导致LTC6957-3输入端出现较小的信号部分，进一步降低了相位噪声性能。换句话说，设计人员可以通过使用R1和R2的值来折衷输入回波损耗的相位噪声性能。图2中显示的值表明这两个性能指标的总体平衡。

图2中将连接器与变压器分开的交流耦合电容为直流电源提供输入保护。

LTC6957-3具有内部低通滤波器，可通过FILTA和FILTB引脚选择。该选项策略性地限制了LTC6957的第一个放大器级的带宽，因此限制了电路的附加相位噪声，特别是当输入信号较弱时，如下所示。

性能

10MHz OCXO通过步进衰减器连接到电路输入端，如图2所示。参考输入信号在-10dBm和10dBm之间变化，同时测量输出端的相位噪声基底。 LTC6957-3使用Agilent E5052A信号源分析仪进行不同的输入滤波器设置。图3显示了在100kHz偏移下测量的LTC6957-3的10MHz CMOS时钟输出的相位本底噪声。

如果外部施加的10MHz参考信号的幅度未知，则将FILTA拉低并将FILTB拉低如图3所示，高产良好的整体相位噪声性能。但是，如果测量输入端的应用信号电平并应用适当的滤波器设置，则可以优化性能。

当参考输入功率为0dBm至50Ω时，图2中选择的R1和R2值导致输入回波损耗为-9dB。输入功率越低，回波损耗越大，功率越大，回波损耗越大。

结论

强大的高性能10MHz参考输入电路围绕LTC6957-3。功能包括各种输入信号类型和电平兼容性，保护和时钟分配，以及有限的相位噪声降级。评估并优化电路的相位噪声和输入回波损耗。 LTC6957-3简化了设计流程，同时实现了出色的整体性能。