ZHCAEG2 August 2024 LMX2820
引言
在使用 TI 合成器時，有一些常見的錯誤很容易就能得到解決。本應(yīng)用簡報(bào)重點(diǎn)介紹了一些需要避免的常見錯誤，讓用戶能夠高效地設(shè)置器件。涵蓋的主題如下：
時鐘合成器相位噪聲性能較差，不符合數(shù)據(jù)表規(guī)格。什么地方出問題了？
如何對具有不同基準(zhǔn)時鐘源相位噪聲的時鐘合成器進(jìn)行性能仿真？
輸入和輸出終端以及阻抗不匹配的常見問題。
基準(zhǔn)的壓擺率對時鐘輸出相位噪聲的影響
時鐘振幅對 ADC SNR 性能的影響
時鐘合成器測試 - 調(diào)試流程
1.時鐘合成器的相位噪聲性能
使用 TI 合成器時的一個常見錯誤是時鐘合成器的相位噪聲性能與數(shù)據(jù)表規(guī)格不一致。
圖 1 具有兩個不同時鐘源的時鐘合成器輸出的相位噪聲性能預(yù)計(jì)不會出現(xiàn)相位噪聲性能方面的差異，因?yàn)?a xmlns:opentopic="http://www.idiominc.com/opentopic" class="xref" href="#GUID-0F3D89E7-0776-4853-BB99-677AF56D0BDB">圖 1 中的細(xì)線和粗線均來自同一 LMX2820 器件，并設(shè)置為相同的 6GHz 輸出設(shè)置。
圖 1 中的粗線表示性能與數(shù)據(jù)表規(guī)格相比有所下降。
圖 2 不同時鐘源的 100MHz 相位噪聲性能圖 1 中的細(xì)線是使用 Wenzel 100MHz（用作 LMX2820 EVM 的基準(zhǔn)時鐘）生成的。性能下降的曲線是使用 SMB100A 信號發(fā)生器（用作 LMX2820 EVM 的基準(zhǔn)時鐘）生成的。
總之，基準(zhǔn)振蕩器和源會影響整體相位噪聲性能。要獲得與數(shù)據(jù)表類似的性能數(shù)據(jù)，請使用良好的時鐘源作為 LMX 器件的輸入。
使用 PLLatinum Sim 軟件工具可以仿真具有確切時鐘源相位噪聲的 LMX2820。
5052B 設(shè)置對相位噪聲的影響
圖 3 5052B 設(shè)置對相位噪聲的影響如上圖（圖 3）所示，在進(jìn)行實(shí)際相位噪聲測量之前，請注意警告設(shè)置。在 PN 分析儀上查看功率時，確認(rèn) EVM 上的布線損耗已剝離，以便計(jì)算器件引腳上的功率。
2.仿真具有不同基準(zhǔn)時鐘源相位噪聲的時鐘合成器的性能
圖 4 時鐘合成器性能仿真圖 4 展示了 PLLatinum Sim 工具仿真窗口。確認(rèn)板載設(shè)置已輸入到 PLLatinum 中，并在查看 PN 圖之前驗(yàn)證了相位裕度。
在圖 5 之后，圖 6 展示了兩種不同輸入時鐘配置對應(yīng)的 PLLatinum Sim 工具仿真結(jié)果。
圖 5 采用輸入時鐘配置 1 (Wenzel) 的 LMX2820 輸出相位噪聲曲線
圖 6 采用輸入時鐘配置 2 (SMB100A) 的 LMX2820 輸出相位噪聲曲線3.輸入和輸出終端以及阻抗不匹配的常見問題
圖 7 輸入和輸出終端以及阻抗不匹配的常見問題圖 7 展示了基于輸入或輸出端口的各種終端要求。有時，輸入耦合電容器損壞，這可能會影響輸入 OSCIN_P 引腳的內(nèi)部共模運(yùn)行，并可能會引起環(huán)路鎖定問題。進(jìn)行檢查以確保 OSCIN_P 和 OSCIN_N 的共模相同。
4.基準(zhǔn)的壓擺率對時鐘輸出相位噪聲的影響
圖 8 具有 -5dBm 和 10dBm 基準(zhǔn) (OSCIN) 電平的 LMX2820 上的 6GHz 輸出
圖 9 -5dBm 和 10dBm 的基準(zhǔn) (OSCIN) 10MHz 參考 PN 圖通常，低基準(zhǔn)頻率具有較小的壓擺率。在 10MHz 輸入下，壓擺率很容易出現(xiàn)問題。在 100MHz 輸入下，對于相同功率級別，壓擺率為 10 倍。盡管兩種不同振幅的 10MHz 輸入時鐘源的相位噪聲變化很?。ㄈ?a xmlns:opentopic="http://www.idiominc.com/opentopic" class="xref" href="#GUID-60B37E76-97E5-4A36-8CC2-DCBBD161A0DD">圖 9 所示），但輸出相位噪聲的變化很大（如圖 8 所示）。在 10MHz 路徑中使用低噪聲緩沖器 LMK1C1102，以便在將時鐘提供給 OSCIN_P 之前提升振幅。
5.時鐘振幅對 ADC SNR 性能的影響
圖 10 向 AFE7950 輸入 0dBm 采樣時鐘振幅時的 ADC 捕獲數(shù)據(jù)AFE7950 FFT 圖 - 來自 LMX2820 的 12GHz 采樣時鐘 (Fs)；Ain：-18dBFs。輸入頻率：9520MHz；ADC Fs：3GSPS；NCO：9500MHz；抽?。?4
圖 11 向 AFE7950 輸入 9.5Bm 采樣時鐘振幅時的 ADC 捕獲數(shù)據(jù)AFE7950 FFT 圖 - 來自 LMX2820 的 12GHz 采樣時鐘 (Fs) + 放大器 (ZJL-153+)，輸入頻率：9520MHz；ADC Fs：3GSPS；NCO：9500MHz；抽取：24
圖 12 ADC 捕獲數(shù)據(jù)中的更多指標(biāo)| 具有不同功率級別的 LMX2820 采樣時鐘 | 來自 LMC2820 的采樣時鐘 + 放大器 (ZJL-153+) | 內(nèi)部時鐘(SNR) |
|---|---|---|
| 0.18dBm/59dBFs | 9.5dBm/67dBFs | 61.4dBFs |
| -1.91dBm/56dBFs | ||
| -3.19dBm/53dBFs | ||
| -4.86dBm/36dBFs |
為了獲得出色的 SNR 性能，請使用針對 ADC 具有最大建議振幅的外部時鐘。
當(dāng)這些特性結(jié)合在一起時，由于信號路徑中有許多損耗，因此信號功率損耗可達(dá) 4dB 至 5dB：
- LMX2820 EVM 輸出布線
- SMA
- AFE EVM SMA
- AFE EVM 平衡-非平衡變壓器
了解 LMX2820 數(shù)據(jù)表中的功率級別規(guī)格并與 AFE ADC/DAC 時鐘功率級別要求（如表 1 所示）進(jìn)行比較非常重要。
參考資料
- 德州儀器 (TI)，擴(kuò)展 PLL 環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)的生存指南 技術(shù)文章
- 德州儀器 (TI)，時間就是一切：改善分?jǐn)?shù) PLL 合成器中的整數(shù)邊界雜散 技術(shù)文章