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圖 4 總結(jié)了上述時(shí)鐘分配方案，圖中假定基準(zhǔn)頻率為 100MHz。圖 4 中的時(shí)鐘緩沖器和分配器在這個(gè)系統(tǒng)中有很重要的作用，因?yàn)樗�接收�?lái)自 OCXO 或 TCXO 器件的單端正弦波，并提供兩個(gè)差分 LVPECL 信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)適合發(fā)送到 ADC 和 PLL。為了使在所分配的時(shí)鐘上附加的抖動(dòng)最小，它應(yīng)該這么做。LTC6957-1 是一款附加抖動(dòng)很小的雙 LVPECL 輸出時(shí)鐘緩沖器，適用于這種要求附加抖動(dòng)較小的應(yīng)用，并滿(mǎn)足上述討論中提出的所有要求。運(yùn)用不同版本的 LTC6957，還可以實(shí)現(xiàn)其他輸出格式。LTC6957-2 提供 LVDS 輸出，LTC6957-3 和 LTC6957-4 提供 CMOS 輸出。

圖 4：基準(zhǔn)時(shí)鐘分配方案

電路實(shí)現(xiàn)

正如之前所討論的那樣，抖動(dòng)是提高 IF 的主要限制因素之一。用常見(jiàn) ADC 和 LTC6957-1 構(gòu)成時(shí)鐘分配器時(shí)，能實(shí)現(xiàn)什么樣的性能? 為了確定這一點(diǎn)，我們修改了兩款凌力爾特演示電路板，并將兩塊演示電路板連接起來(lái)，如圖 5 所示。

圖 5：IF 采樣系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)采用兩塊凌力爾特演示電路板以及 315.5MHz 輸入測(cè)試頻率和 100MHz 基準(zhǔn)時(shí)鐘

LTC2153-14 是一款 310Msps、14 位 ADC，該 ADC 為高的模擬輸入頻率工作而進(jìn)行了全面規(guī)定，從而使其適合在這應(yīng)用中作為 IF 采樣 ADC 使用。其演示電路板 DC1565A-G 修改后如圖 5 所示。

演示電路 DC1765A-A 采用了 LTC6957-1，用來(lái)緩沖 100MHz OCXO 的正弦波輸出。DC1765A-A 的兩對(duì)差分 LVPECL 輸出之一連接至 DC1565A-G 的差分編碼時(shí)鐘輸入。第二對(duì)差分信號(hào)可以用作圖 1 中 LO 產(chǎn)生 PLL 信號(hào)的基準(zhǔn)輸入。

考慮到該 ADC 的時(shí)鐘頻率為 100MHz，所以在避免混疊的同時(shí)，理論上能實(shí)現(xiàn)的最大帶寬為 50MHz。如圖 3 所示，選定了 7 階奈奎斯特區(qū)域，這意味著，這個(gè) 50MHz 理想帶寬涵蓋了 300MHz 至 350MHz 頻率范圍。這就需要理想的磚墻式帶通濾波器，且濾波器的中心頻率為 325MHz，通帶為 50MHz，以?xún)H允許 300MHz 至 350MHz 范圍內(nèi)的 IF 信號(hào)通過(guò)，同時(shí)抑制其他所有在想要的頻帶中可能引起混疊和干擾的信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)際濾波器中，除了中心頻率容限，由于濾波器通帶和阻帶區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域并非無(wú)限小，所以在這種情況下，更合理的 IF 帶寬選擇也許是例如帶寬高達(dá) 30MHz、中心頻率為 325MHz 的表面聲波 (SAW) 濾波器。目前，越來(lái)越容易買(mǎi)到這一頻率范圍的 SAW 濾波器了。

性能總結(jié)

通過(guò)一個(gè)類(lèi)似于 IF 選擇性濾波器的 BPF 和一個(gè)衰減器 (其用于把 ADC 所承受的幅度調(diào)整至 -1dBFS) 將一個(gè) 315.5MHz 測(cè)試音調(diào)連接至改良型 DC1565A-G 的模擬輸入。

DC1565A-G 通過(guò) USB 連接至一臺(tái) PC，這里，PScope1 數(shù)據(jù)采集控制軟件用于監(jiān)視兩個(gè)影響接收器質(zhì)量的關(guān)鍵性參數(shù)：SNR 和 SFDR。圖 6 示出了運(yùn)行中的 PScopeTM，給出了當(dāng)采用 315.5MHz、-1dBFS 音調(diào)作為 ADC 的模擬輸入，并利用作為 ADC 編碼時(shí)鐘的 LTC6957-1 對(duì) 100MHz LVPECL 信號(hào)進(jìn)行緩沖時(shí)的 131072 點(diǎn) FFT 以及一些相關(guān)的分析。由圖 6 可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)的 SNR 高于 64dB，而 SFDR 則超過(guò)了 80dB。對(duì)于 325MHz IF 采樣器來(lái)說(shuō)，這些指標(biāo)參數(shù)是極其優(yōu)異的。

圖 6：PScope 的屏顯圖顯示了 FFT 和所測(cè)得的、圖 5 所示系統(tǒng)的信號(hào)完整性參數(shù)

由于 LTC6957-1 的輸入是一個(gè)100MHz 正弦波 (為 50Ω 負(fù)載輸送 +10dBm 功率)，因此按照 LTC6957 產(chǎn)品手冊(cè)給出的建議，應(yīng)把有助在輸入為低幅度和 / 或低頻率時(shí)減小附加抖動(dòng)量的內(nèi)部帶寬限制濾波器 (FILTA 和 FILTB) 均關(guān)斷。

結(jié)論

設(shè)計(jì)并評(píng)估了一個(gè)作為 RF 接收器一部分的 325MHz IF 采樣系統(tǒng)。采用低抖動(dòng)時(shí)鐘緩沖器和分配器 LTC6857-1 以 LVPECL 格式來(lái)分配將被用作 ADC 采樣時(shí)鐘和 PLL 基準(zhǔn)的 100MHz 系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘。該 IF 采樣系統(tǒng)的性能通過(guò)觀察 SNR 和 SFDR 數(shù)值來(lái)測(cè)量。利用該系統(tǒng)獲得了卓越的 64dB SNR 和出色的 80dB SFDR，從而實(shí)現(xiàn)了有助放寬 RF 鏡頻抑制濾波器要求的較高 IF 采樣。

注：

1 PScope 收集和分析來(lái)自 ADC 的時(shí)間域及頻率域的數(shù)據(jù)，并顯示相關(guān)參數(shù) (可從 www.linear.com 下載)。