ZHCAEE8 September   2024 CDCLVC1102 , CDCLVC1103 , CDCLVC1104 , CDCLVC1110 , CDCLVD1204 , LMK00301 , LMK00304 , LMK00306 , LMK00308 , LMK01801 , LMK1C1102 , LMK1C1103 , LMK1C1104 , LMK1C1106 , LMK1C1108 , LMK1D1204 , LMK1D1208

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1通用时钟树
  5. 2正弦波压摆率要求
  6. 3当前方法与时钟缓冲器
  7. 4时钟缓冲器实现
    1. 4.1 时钟缓冲器通用输入级
    2. 4.2 选择内部或外部直流偏置
    3. 4.3 单端或 LVCMOS 信号
    4. 4.4 差分输入
  8. 5采用时钟缓冲器实现性能提升及结果
    1. 5.1 FSWP 相位噪声分析仪测量案例
    2. 5.2 TI LMX2820 通过正弦波-方波时钟缓冲器改善噪声
      1. 5.2.1 LMX2820 相位噪声和 RMS 抖动结果汇总
  9. 6正弦波-方波时钟缓冲器比较
    1. 6.1 LMK1C110x 加性噪声与其他噪声对比
  10. 7总结
  11. 8参考资料

5.2.1 LMX2820 相位噪声和 RMS 抖动结果汇总

表 5-1、表 5-2 和表 5-4 展示了使用正弦波-方波缓冲器时的量化改进结果汇总。需要注意的几个关键点。

  • LMX2820 PLL 噪声在 10kHz 失调频率附近得到显著改善。远端噪声主要取决于 VCO。
  • 与没有缓冲器的情况相比，使用缓冲器时，较高功率级别下的 RMS 抖动和相位噪声更好。对于最差情况（最低功率级别）下的缓冲器，抖动降低 75.6%，而对于最佳情况（最高功率级别）下的缓冲器，抖动降低 20%。
  • 100MHz 输入频率下也有轻微改善，但与更低频率的用例相比，改善并不显著，如表 5-3 和表 5-5 所示。这一现象的原因之一是 LMX2820 上使用了倍频器级来提高器件输入端的压摆率。
表 5-1 相位噪声：10MHz 输入、100MHz 输出
参数 数据 单位
输入功率 -10 -6 0 5 10 14 dBm
迹线 迹线 1：黄色 迹线 2：蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的相位噪声 10Hz -108.93 -109.24 -110.16 -111.43 -111.28 -110.3 dBC
100Hz -114.68 -117.08 -119.04 -120.96 -121.32 -120.84
1kHz -116.29 -119.31 -125.16 -128.95 -131.84 -132.96
10kHz -115.2 -119.78 -124.95 -129.29 -133.58 -135.34
100kHz -128.82 -121.58 -134.10 -137.62 -140.04 -141.22
1MHz -154.72 -147.92 -158.94 -161.33 -162.04 -162.20
10MHz -166.76 -166.75 -166.87 -166.79 -166.80 -166.84
100MHz -167.49 -167.53 -167.57 -167.54 -167.46 -167.57
迹线 迹线 4：橙色 迹线 5：灰蓝色 迹线 6：红色 -
用例 2：带缓冲器时的相位噪声 10Hz -109.73 -111.12 -110.34 -112.72 -112.29 -111.24 dBC
100Hz -121.17 -122.06 -119.96 -123.5 -123.32 -122.79
1kHz -127.26 -129.94 -129.64 -135.14 -135.62 -134.98
10kHz -128.17 -130.12 -133.81 -137.32 -138.06 -138.07
100kHz -140.83 -142.73 -142.23 -142.97 -143.47 -143.57
1MHz -162.13 -162.50 -162.52 -162.75 -162.82 -162.77
10MHz -166.79 -166.77 -166.71 -166.82 -166.80 -166.79
100MHz -167.51 -167.51 -167.6 -167.54 -167.56 -167.44
相位噪声增量：用例 2 - 用例 1 10Hz -0.8 -1.88 -0.18 -1.29 -1.01 -0.94 dBC
100Hz -6.49 -4.98 -0.92 -2.54 -2 -1.95
1kHz -10.97 -10.63 -4.48 -6.2 -3.78 -2.02
10kHz -12.97 -10.34 -8.86 -8.03 -4.48 -2.73
100kHz -12.01 -21.15 -8.13 -5.32 -3.43 -2.35
1MHz -7.41 -14.58 -3.58 -1.42 -0.78 -0.57
10MHz -0.03 -0.02 0.16 -0.03 0 0.05
100MHz -0.02 0.02 -0.03 0 -0.1 0.13
表 5-2 相位噪声：10MHz 输入、1GHz 输出
参数 数据 单位
输入功率 -6 5 10 dBm
迹线 迹线 1：黄色 迹线 2：蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的相位噪声 10Hz -89.51 -90.23 -91.79 dBC
100Hz -97.59 -101.37 -101.54
1kHz -100.09 -109.46 -112.42
10kHz -99.74 -109.75 -113.45
100kHz -106.25 -116.11 -119.71
1MHz -132.78 -141.33 -143.48
10MHz -159.69 -160.05 -160.09
100MHz -161.12 -161.08 -161.21
迹线 迹线 4：橙色 迹线 2：灰蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的相位噪声 10Hz -91.55 -93.20 -92.29 dBC
100Hz -101.64 -103.60 -103.29
1kHz -109.23 -114.71 -115.47
10kHz -110.154 -117.31 -118.00
100kHz -122.66 -122.68 -123.22
1MHz -144.60 -144.63 -144.95
10MHz -159.83 -159.94 -160.01
100MHz -161.17 -161.04 -161.29
相位噪声增量：用例 2 - 用例 1 10Hz -2.04 -2.97 -0.5 dBC
100Hz -4.05 -2.23 -1.75
1kHz -9.14 -5.25 -3.05
10kHz -10.414 -7.58 -4.55
100kHz -16.41 -6.57 -3.51
1MHz -11.81 -3.3 -1.47
10MHz -0.14 0.111 0.08
100MHz -0.05 0.04 -0.08
表 5-3 相位噪声：100MHz 输入、1GHz 输出
参数 数据 单位
输入功率 -6 5 10 dBm
迹线 迹线 1：黄色 迹线 2：蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的相位噪声 10Hz -98.37 -99.46 -98.25 dBC
100Hz -110.61 -110.59 -110.44
1kHz -122.42 -122.73 -123.05
10kHz -127.55 -131.08 -131.60
100kHz -127.63 -133.04 -133.93
1MHz -138.10 -142.00 -142.47
10MHz -159.88 -159.90 -159.97
100MHz -160.91 -161.00 -160.94
迹线 迹线 4：橙色 迹线 2：灰蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的相位噪声 10Hz -98.28 -97.79 -99.78 dBC
100Hz -109.90 -110.39 -110.44
1kHz -122.34 -122.71 -122.99
10kHz -130.77 -131.49 -131.77
100kHz -133.43 -134.26 -134.46
1MHz -142.43 -142.67 -142.70
10MHz -160.06 -159.93 -160.01
100MHz -161.08 -161.07 -161.88
相位噪声增量：用例 2 - 用例 1 10Hz 0.08 1.67 -1.54 dBC
100Hz 0.70 0.12 0
1kHz 0.08 0.02 0.05
10kHz -3.23 -0.40 -0.17
100kHz -5.80 -1.22 -0.52
1MHz -4.33 -0.66 -0.23
10MHz -0.18 -0.04 -0.03
100MHz -0.17 -0.07 -0.06
表 5-4 总 RMS 抖动：10MHz 输入、100MHz 和 1GHz 输出
参数 数据 单位
输入功率条件 -10 -6 0 5 10 14 dBm
迹线 迹线 1：黄色 迹线 2：蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的 RMS 抖动 FOUT = 100MHz 12kHz 至 20MHz 1027 931.858 403.643 244.971 165.222 138.81 fs
10kHz 至 50MHz 1108 968.048 431.324 266.197 185.035 159.823
FOUT = 1GHz 12kHz 至 20MHz - 765.797 - 246.719 160.439 -
10kHz 至 50MHz - 805.778 - 262.336 172.988 -
迹线 迹线 4：橙色 迹线 5：灰蓝色 迹线 3：红色 -
用例 1：不带缓冲器时的 RMS 抖动 FOUT = 100MHz 12kHz 至 20MHz 243.679 197.268 150.522 118.663 111.924 110.943 fs
10kHz 至 50MHz 269.621 219.699 175.192 137.409 131.464 131.557
FOUT = 1GHz 12kHz 至 20MHz - 195.569 - 110.807 104.213 -
10kHz 至 50MHz - 212.638 - 120.615 114.175 -
RMS 抖动增量：用例 2 - 用例 1 FOUT = 100MHz 12kHz 至 20MHz -783.321 -734.59 -253.121 -126.308 -53.298 -27.867 fs
10kHz 至 50MHz -838.379 -748.349 -256.132 -128.788 -53.571 -28.266
FOUT = 1GHz 12kHz 至 20MHz - -570.228 - -135.912 -56.226 -
10kHz 至 50MHz - -593.140 - -141.721 -58.813 -
表 5-5 总 RMS 抖动：100MHz 输入、1GHz 输出
参数 数据 单位
输入功率条件 -6 5 10 dBm
迹线 迹线 1：黄色 迹线 2：蓝色 迹线 3：绿色 -
用例 1：不带缓冲器时的 RMS 抖动 FOUT = 1GHz 10kHz 至 50MHz 80.840 48.762 45.407 fs
迹线 迹线 4：橙色 迹线 5：灰蓝色 迹线 3：红色 -
用例 1：不带缓冲器时的 RMS 抖动 FOUT = 1GHz 10kHz 至 50MHz 47.177 44.624 43.949 fs
RMS 抖动增量：用例 2 - 用例 1 FOUT = 1GHz 10kHz 至 50MHz -33.663 -4.138 -2.458 fs
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