LTC6957系列：低相位噪聲的雙輸出緩沖器/驅(qū)動(dòng)器/邏輯轉(zhuǎn)換器

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，低相位噪聲的時(shí)鐘緩沖器對(duì)于許多應(yīng)用來說至關(guān)重要。LTC6957-1/LTC6957-2/LTC6957-3/LTC6957-4系列產(chǎn)品就是這樣一類能夠滿足低相位噪聲需求的雙輸出AC信號(hào)緩沖器/驅(qū)動(dòng)器/邏輯電平轉(zhuǎn)換器。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這些產(chǎn)品。

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產(chǎn)品概述

LTC6957系列產(chǎn)品具有極低的相位噪聲，適用于各種對(duì)相位噪聲要求苛刻的應(yīng)用場景。它可以處理正弦波或邏輯電平（≤2 V_{P - P}）輸入信號(hào)，有四種不同的成員，分別提供不同類型的輸出邏輯信號(hào)：

• LTC6957-1：LVPECL邏輯輸出
• LTC6957-2：LVDS邏輯輸出
• LTC6957-3：CMOS邏輯，同相輸出
• LTC6957-4：CMOS邏輯，互補(bǔ)輸出

產(chǎn)品特性

低相位噪聲

該系列產(chǎn)品的一大亮點(diǎn)就是低相位噪聲。以LTC6957-1為例，其附加抖動(dòng)僅為45fs RMS，在頻率范圍高達(dá)300MHz的情況下，仍能保持出色的相位噪聲性能。

多種邏輯輸出類型

提供LVPECL、LVDS和CMOS三種邏輯輸出類型，滿足不同應(yīng)用的需求。

低偏斜

典型偏斜僅為3ps，確保信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

寬溫度范圍

在 -40°C 至 125°C 的溫度范圍內(nèi)都能完全正常工作，具有良好的溫度適應(yīng)性。

小封裝

提供12引腳MSOP和3mm × 3mm DFN封裝，節(jié)省電路板空間。

電氣特性

輸入特性

• 輸入頻率范圍：所有型號(hào)的輸入頻率范圍均可達(dá)到300MHz。
• 輸入信號(hào)電平范圍：單端輸入信號(hào)電平范圍為0.2 - 2 V{P - P}，差分輸入信號(hào)電平范圍同樣為0.2 - 2 V{P - P}。
• 最小輸入脈沖寬度：高或低電平的最小輸入脈沖寬度為0.5ns（LTC6957-1和LTC6957-2）或0.6ns（LTC6957-3/LTC6957-4）。

輸出特性

不同型號(hào)的輸出特性有所不同，以LTC6957-1為例：

• 輸出高電壓：LTC6957I為V + – 1.22 V至V + – 0.93 V，LTC6957H為V + – 1.22 V至V + – 0.87 V。
• 輸出低電壓：LTC6957I為V + – 2.1 V至V + – 1.67 V，LTC6957H為V + – 2.1 V至V + – 1.62 V。
• 輸出差分電壓：±660 - ±965mV。
• 輸出上升時(shí)間：180ps。
• 輸出下降時(shí)間：160ps。

電源特性

• 電源電壓范圍：V + 工作電源電壓范圍為3.15 - 3.45V。
• 電源電流：不同輸出狀態(tài)下的電源電流有所不同，例如，兩個(gè)輸出均使能時(shí)，LTC6957-1的電源電流典型值為18mA（包含輸出負(fù)載）。

應(yīng)用信息

輸入接口

輸入級(jí)設(shè)計(jì)用于低噪聲和易于與正弦波和小幅度信號(hào)接口。對(duì)于單端應(yīng)用，未使用的輸入必須連接到低AC阻抗，通常通過接地電容實(shí)現(xiàn)。不同類型的輸入信號(hào)（如LVPECL、CML、LVDS和CMOS）與LTC6957的接口方式各有特點(diǎn)：

• LVPECL輸入：可以采用單端或差分方式連接，使用電容進(jìn)行AC耦合，同時(shí)需要適當(dāng)?shù)慕K端電阻來匹配阻抗。
• CML輸入：差分信號(hào)需要AC耦合，單端信號(hào)則需要注意參考電壓的設(shè)置。
• LVDS輸入：需要差分終端電阻，并進(jìn)行AC耦合。
• CMOS輸入：最好采用差分驅(qū)動(dòng)，如果是單端信號(hào)，需要注意信號(hào)的終止和反射問題，避免影響相位噪聲性能。

輸入濾波

LTC6957具有輸入濾波功能，提供三種窄帶設(shè)置和全帶寬限制。根據(jù)輸入信號(hào)的時(shí)鐘頻率、幅度和波形形狀，選擇合適的濾波設(shè)置可以顯著降低相位噪聲。例如，對(duì)于慢 slew 信號(hào)（<100MHz正弦波信號(hào)），使用適當(dāng)?shù)臑V波設(shè)置可以獲得更低的相位噪聲。

輸出特性

不同型號(hào)的輸出特性有所不同，在使用時(shí)需要注意：

• LVPECL輸出：需要外部提供終端和偏置，在關(guān)機(jī)和喚醒過程中，輸出可能需要一定時(shí)間才能達(dá)到指定的輸出電平。
• LVDS輸出：符合TIA/EIA - 644 - A標(biāo)準(zhǔn)，但在關(guān)機(jī)和喚醒過程中，輸出的共模電壓可能需要較長時(shí)間才能穩(wěn)定。
• CMOS輸出：可以驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載，但負(fù)載電容過大會(huì)導(dǎo)致上升和下降時(shí)間變差。在關(guān)機(jī)時(shí)，LTC6957-3的輸出均為低電平，LTC6957-4的OUT1為低電平，OUT2為高電平。

低相位噪聲設(shè)計(jì)考慮

在設(shè)計(jì)低相位噪聲系統(tǒng)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 時(shí)鐘信號(hào)的處理：時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)被視為模擬信號(hào)，避免通過具有多個(gè)頻率活動(dòng)的大型FPGA、與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)線一起布線或通過具有零延遲或可編程偏斜等功能的時(shí)鐘扇出設(shè)備。
• PCB布線：時(shí)鐘信號(hào)的PCB布線應(yīng)遠(yuǎn)離數(shù)字痕跡，采用屏蔽措施，如接地平面或相鄰痕跡。
• 電源供應(yīng)：確保電源供應(yīng)的穩(wěn)定性，避免電源噪聲對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的影響。

典型應(yīng)用

晶體振蕩器

使用LTC6957-3與晶體振蕩器結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)低相位噪聲的時(shí)鐘信號(hào)輸出。在10MHz晶體振蕩器的應(yīng)用中，測量得到的相位噪聲在不同偏移頻率下表現(xiàn)出色，如在10kHz偏移時(shí)為 - 154.84dBc/Hz，在100kHz偏移時(shí)為 - 157.58dBc/Hz。

10MHz頻率參考輸入級(jí)

以LTC6957-3為例，通過合理的電路設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)雙CMOS輸出的10MHz頻率參考輸入級(jí)。不同的輸入濾波設(shè)置會(huì)影響附加相位噪聲，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇最佳的濾波設(shè)置。

總結(jié)

LTC6957系列產(chǎn)品以其低相位噪聲、多種邏輯輸出類型和良好的溫度適應(yīng)性，為電子工程師在時(shí)鐘信號(hào)處理和邏輯轉(zhuǎn)換方面提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇型號(hào)和設(shè)置參數(shù)，同時(shí)注意輸入輸出接口、電源供應(yīng)和PCB布線等方面的設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品的性能優(yōu)勢。你在使用LTC6957系列產(chǎn)品時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。