可限制抖動(dòng)降級(jí)的LTC695緩沖器

您正在尋找低附加相位噪聲（抖動(dòng)）緩沖器，以將10MHz正弦波源作為參考時(shí)鐘分配到您的系統(tǒng)中。在查看來(lái)自不同供應(yīng)商的幾個(gè)數(shù)據(jù)表之后，您意識(shí)到在這個(gè)相對(duì)較低的頻率下給出的性能信息不多。市場(chǎng)上大多數(shù)高性能時(shí)鐘緩沖器/分配器似乎都適用于遠(yuǎn)高于10MHz的頻率。實(shí)驗(yàn)室可能是澄清這一點(diǎn)的最佳位置，所以讓我們?nèi)ツ抢铩?/p>

讓我們選擇同類產(chǎn)品中最好的時(shí)鐘緩沖器，即LTC6957，并將10MHz OCXO連接到DC1766A的輸入端 - A，具有同相CMOS輸出的LTC6957-3演示板，通過(guò)步進(jìn)衰減器控制輸入的幅度。下圖顯示了我們的設(shè)置。為了評(píng)估具有不同幅度的10MHz輸入正弦波的器件的性能，讓我們測(cè)量距離載波100kHz偏移的CMOS輸出的相位本底噪聲。

OCXO相位本底噪聲是與LTC6957相比較低，在以下分析中將被忽略。這意味著LTC6957輸出端的相位噪聲測(cè)量值將被假定為L(zhǎng)TC6957的附加相位噪聲，而不會(huì)產(chǎn)生太多誤差。 （在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中使用的Wenzel OCXO比LTC6957燃燒了更多的功率和成本，因此它的本底噪聲較低也就不足為奇了。）

以下是由此產(chǎn)生的相位噪聲基底因?yàn)檩斎胝也ǖ姆仍贚TC6957的指定輸入范圍內(nèi)變化。

與輸入幅度（或轉(zhuǎn)換速率）相比，相位噪聲基底似乎以1：1的比率幾乎線性降低。這是預(yù)期的，因?yàn)長(zhǎng)TC6957是一個(gè)限幅放大器，當(dāng)輸入壓擺率與最大指定速率相比相對(duì)較低時(shí)，市場(chǎng)上的每個(gè)其他限幅放大器或時(shí)鐘緩沖器/分配器的行為都相似。

與任何其他電子放大器一樣，限幅放大器在其輸入端具有寬帶噪聲。輸入噪聲會(huì)干擾正弦波，并可以在限幅放大器的輸入端隨機(jī)改變零交叉力矩。噪聲使零交叉的位置移位，使得放大器輸出的周期從一個(gè)周期變化到另一個(gè)周期。這會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)并降低信號(hào)的相位噪聲。

輸入信號(hào)在限幅放大器過(guò)零點(diǎn)附近的時(shí)間越短，輸入噪聲對(duì)它的影響就越小。換句話說(shuō)，輸入正弦波的壓擺率越快，限幅放大器輸入級(jí)的抖動(dòng)就越少。

現(xiàn)在，市場(chǎng)上所有其他限幅放大器或緩沖器缺少的是一種方式通過(guò)限制放大器內(nèi)第一級(jí)放大器的帶寬來(lái)限制輸入寬帶噪聲。正如我們將很快發(fā)現(xiàn)的那樣，當(dāng)額外帶寬對(duì)限幅放大器沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)時(shí)限制帶寬（當(dāng)輸入頻率與放大器的帶寬相比較低時(shí)這是正確的），對(duì)于限制限幅的相位噪聲降低至關(guān)重要放大器。 LTC6957在這方面有很大不同，因?yàn)樗峁┝送ㄟ^(guò)提供兩個(gè)具有不同截止頻率的濾波器來(lái)限制輸入帶寬的選擇，并且隨后可以在不需要額外帶寬時(shí)降低輸入噪聲 [1]

讓我們回到實(shí)驗(yàn)室并重復(fù)我們之前的測(cè)量，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)表建議打開(kāi)相應(yīng)的LTC6957濾波器（參見(jiàn)LTC6957數(shù)據(jù)手冊(cè)的“輸入濾波”部分）。

正如我們所看到的，隨著LTC6957濾波器的推出，-10dBm輸入的改善可達(dá)7dB。這意味著在濾波器的幫助下，抖動(dòng)小于未濾波值的一半。由于其他供應(yīng)商不提供限制帶寬的選項(xiàng)，因此無(wú)法限制其自身寬帶輸入噪聲的影響，從而限制在較低輸入頻率下發(fā)生的抖動(dòng)降級(jí)。 LTC6957是一個(gè)更高頻率的緩沖器/限幅器，但它也隨著濾波器的使用而發(fā)展，在較低的頻率下表現(xiàn)優(yōu)異。

鑒于LTC6957的相位噪聲性能通過(guò)使用濾波器而得到提升，為什么不呢？嘗試使用低于指定-10dBm值的輸入的LTC6957？上述測(cè)量表明，在這些濾波器的幫助下，將輸入降低至-20dBm似乎仍然可以產(chǎn)生穩(wěn)健的行為。值得注意的是，LTC6957的設(shè)計(jì)可支持在10MHz下工作低至-20dBm，而數(shù)據(jù)表中的-10dBm規(guī)格則受ATE限制。大多數(shù)部件可以做-30dBm，但是將低端限制在-20dBm會(huì)留下溫度和部件間差異的余量。

除了顯示濾波器的影響外，這些測(cè)量還回答了原始問(wèn)題關(guān)于在限制放大器數(shù)據(jù)表中缺少10MHz性能規(guī)范，通過(guò)明確表示此頻率下的LTC6957性能。