一款用于RF系统的坚固型10MHz基准时钟输入保护电路和分配器

引言

要为RF系统设计基准输入电路证明是棘手的事情。难题之一是在满足时钟的保护、缓冲及分配要求的同时也要保持输入时钟的相位噪声性能。本文将说明怎样设计一款10MHz基准输入电路并优化其性能。

设计要求

RF仪器和无线收发器常常具有一个用于外部基准时钟的输入，例如：RF仪器上广泛使用的10MHz基准输入端口。许多同类系统都包括一种装置以用于在整个系统中分配基准时钟。图1示出了一款常用方案，其中由基准时钟向两个不同的锁相环(PLL)提供基准输入。

图1：用于RF系统的常用基准输入和基准分配方框图。

设计精良的坚固型输入可接受宽幅度范围的正弦波和方波信号。即使在输入多变的情况下，其也可保持向系统内部的目标PLL输入提供恒定的信号电平驱动。完全暴露的基准输入端口应当具备过压/过功率保护功能。最重要的是：对于不可避免的时钟信号相位噪声性能下降，应最大限度地加以抑制。

设计实现方案

LTC6957是一款非常低附加噪声(或抖动)的双输出时钟缓冲器和逻辑转换器。LTC6957的输入可接受宽幅度范围的正弦波或方波信号，并以恒定的幅度驱动负载。

LTC6957提供了各种不同的输出逻辑信号选项：PECL、LVDS和CMOS(同相及互补型)，从而使其能驱动多种负载。图2示出了一款采用LTC6957-3的10MHz基准输入电路，其可产生两个同相CMOS输出。

图2：采用LTC6957-3并具前端保护功能的10MHz基准输入电路，图中示出了测试信号和相位噪声测量设置。

图2中所示的变压器起多项作用。首先，它与位于其后的肖特基二极管共同提供了输入过功率/过压保护。这些二极管可限制LTC6957-3所承受的AC电压。WBC16-1T能够处理高达0.25W的功率(给50Ω负载输送3.5VRMS)。

该变压器还负责将连接器的地(其通常连接至RF系统的底板)与系统的内部模拟地隔离开来。

另外，该变压器还给输入信号施加了一个电压增益，因而使LTC6957-3接收的脉冲信号边沿变得陡峭。这有助于减少AM至PM噪声转换，反过来又抑制了相位噪声性能的下降，特别是在采用小输入信号时。WBC16-1T具有一个数值为4的电压增益。可以依赖变压器的电压增益(等于4)，而不是其数值为1的最大和理想功率增益，因为LTC6957-3给变压器提供了一个高阻抗负载。