[参考译文] LMK1C1102：灵活的输入级至波周期分析电路的理想选择

尊敬的 Simon：

对于单端+/- 1V 正弦波（如果我正确理解您，则为 2Vpp）、处理输入的最合适方法是使用交流耦合、然后将其重新偏置到 VDD /2 的中点电压。 这样、VIH 和 VIL 规格就能满足。

对于选通输入，我实际上推荐使用类似的器件 — LMK1C110xA (https://www.ti.com/product/LMK1C1106A)。 它是一个异步器件、专门设计为能够处理低频/不规则输入、例如 1PPS 输入。 鉴于该信号的摆幅、无需输入电路。

谢谢、

Michael

您好 Michael、非常感谢您的建议！ 非常感谢您指出  LMK1C110xA 器件是合适的、

为了将输入与串联电容器和偏置电压进行交流耦合、我有几个悬而未决的问题：

1. 切换“交流耦合和偏置“前端并将 CLKIN 引脚直接连接到我的选通脉冲输入的建议方法是什么？ 是否有针对模拟开关等的推荐方法？ 尽管允许进行一些重新配置、但我需要相同的输入来处理这两种信号类型。 我还需要保持器件输出端的脉冲持续时间、因此无法保持选通脉冲输入端的输入交流耦合。
2. 您是否认为交流耦合电容器会显著影响输出过零时间的表示？ 没有明显的平滑效果？

尊敬的 Simon：

切换“交流耦合和偏置“前端并将 CLKIN 引脚直接连接到我的选通脉冲输入的建议方法是什么？ 是否有针对模拟开关等的推荐方法？ 尽管允许进行一些重新配置、但我需要相同的输入来处理这两种信号类型。 我还需要保持器件输出端的脉冲持续时间、因此无法保持选通脉冲输入的输入交流耦合

我建议使用 SPDT 开关、使您能够使用逻辑在两个输入之间切换。 我在下面附上了资源（包括一个带有一些建议器件型号的旧 E2E）

模拟开关和多路复用器： https://www.ti.com/switches-multiplexers/analogue/products.html#p1143=2:1%20SPDT&sort=p3306;asc

旧 E2E： https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/1187353/lmk1c1104-spdt-switch-recommendation-for-the-clk-input/4480434#4480434 

您是否认为交流耦合电容器会显著影响输出端过零时间的表示？ 没有明显的平滑效果？

交流耦合电容器会将 输入信号的交叉点（中点，考虑它是单端）降至 GND。 通过重新偏置、结果是摆幅将具有适当的失调电压以满足接收器的要求、从而正确解释低电平和高电平信号。 只要正确使用、交流耦合电容器就不应影响输出的过零时间。

谢谢、

Michael

谢谢 Michael。 我需要对两种信号类型使用相同的同轴输入连接器。 我扩展了您建议的 SPDT 方案（我曾考虑过但想发表评论）、使其发挥作用。 我使用基本的 SPDT 开关符号来表示模拟开关执行电路功能的位置、因为我尚未选择器件：

这让我想到了有关 SW1 的实现问题、因为它需要处理正弦输入信号的负电压。 我相信可以使用双电源模拟开关、并使用 LM27762 等器件创建负电源轨、来生成低噪声负电源轨。 或者、我可以使用单电源模拟开关（可能具有比双电源开关更好的带宽性能，尤其是因为我必须将两个串联）、并使用 LM27762 为其创建浮动电源。 例如、 LM27762 可以创建一个–1.6V 电压轨来将模拟开关接地轨连接到、并创建一个 3.3V 电压轨来将其 VDD 引脚连接到。 我还可以将 LMK1C1102ADQF 的 VDD 连接到该电源轨、因为我仍在考虑为该器件使用单独的低噪声电源。

请您评论这两种方法、是否有更好的方法来解决设计的这一方面、尤其是鉴于级联开关需要在一个输入上处理–1V、因此建议的开关器件是否会有任何变化。

尊敬的 Simon：

我将把这个问题提交给交换支持的相关人员、以帮助解决这些问题。

谢谢、

Michael

尊敬的 NIR：

是的、我确实要处理 3.3V 和–1V（我建议使用–1.6V、因为这提供了适用于某些器件的 5V 范围）。 看你的建议,这似乎是一个旧的部分,我担心通过它我感兴趣的信号的传播延迟.  当我的频率高达 100MHz 时、它似乎具有 180MHz 带宽、在我看来该带宽略接近建议的 1.5 x 正弦频率 (e2e.ti.com/.../4480434 基于 https://www.ti.com/lit/an/scda047/scda047.pdf? 看起来我会进一步将多路复用器的–3dB 带宽减半。  

所以、

• 是否有一种方案使用 CD74HC4053 来实现我的上述电路、而无需级联、或
• 您能否建议一个适用于 100MHz 正弦时钟和 2 个级联开关的器件、或者
• 您能解释为什么 基于级联使用和 180MHz 带宽、CD74HC4053 实际上仍然合适吗

我没有选择这些类型的器件的经验、因此我可能专注于规范中的错误领域或误解如何最好地利用此类器件来满足我的需求。 再次感谢

您好 Simon、

 CD74HC4053 是一款 3 通道 2：1 器件、因此我认为您不需要级联。 您可以按如下方式组合几个通道：

以下是 CD74HC4053 的传播延迟信息、它是否足够快？

谢谢、

NIR  

您好 Simon、

为了确保我了解您的请求、您正在寻找一款可处理 3.3V 和–1.6V 信号的 SPDT？

如果是这种情况、我可以建议使用 CD74HC4053。

谢谢、

NIR  

嗨、NIR、谢谢。 我想我需要澄清以下几点：

1. 您的针脚编号似乎为 1 和 3、是“通道输入/输出“针脚？ 2 是“通道公共输入/输出“吗？  
2. 您可以使用中间通道接受传入的 WAKE_IN 信号、使用顶部通道向 CLKIN 发送信号（即使箭头信号建议输入，但这是输出）
3. 如果为 1。 和 2. 没错、将一个通道的输出连接到另一个通道是否与级联开关的电气等效？ 这是否会像我在上面链接的 TI 白皮书中所述那样对带宽产生影响？
4. 我已经想到（来自这些论坛上的另一位 TI 代表）、在逻辑开关领域、由于未发布抖动规格、因此可以从传播延迟时序中更好地推断抖动性能（我对周期间抖动尤其感兴趣）。 除了尽可能减少 CLKIN 引脚的周期间抖动之外、我没有硬性限制、无论是交流耦合偏置正弦波还是通过开关直接馈送到 CLKIN 的 1PPS 选通脉冲。 目标应低于 10ps、但应该可以实现更好的效果。  LMK1C1102ADQF 具有出色的抖动、传播和上升时间规格、我担心有一个较旧的工艺器件 （如 CD74HC4053）在我将两个多路复用通道连接在一起时具有大约 30 纳秒的传播延迟、将允许的抖动太大。 这就是我上述 OP 问题的一部分、即更好的方法是使用超快比较器而不是时钟缓冲器。 如果我们无法以非常（定时）稳定的方式调节两个信号进入时钟缓冲器、比较器方法是否更好、因为不需要将模拟开关直接放置在比较器输入的信号路径上？ 我希望找到一个时间稳定的模拟开关（传播时间/周期抖动变化极小）、使这种时钟缓冲方法能够正常工作、因为我非常喜欢 LMK1C1102ADQF 规格。

您好 Simon、

我们的多路复用器是无源和模拟器件。 因此它们是双向的、可以传递模拟和数字信号。  CD74HC4053 是一款 3 通道 2：1、因此它可以在三个通道上具有 1 个输入和 2 个输出、或 2 个输入和 1 个输出多路复用器。  
我从您提供的图表中所遵循的编号。  

级联是指信号通过两个或多个串联的多路复用器时。 这里我只是将通道短接在一起、不会降低带宽。  

是的、抖动不是我们为器件指定的规格。 我们唯一要做的是传播延迟、基本上只是多路复用器的 RC。  
遗憾的是、我认为我们的多路复用器不能满足额外的传播延迟要求。  

我不是比较器方面的专家、因此不清楚其中哪一款 是理想选择。  

您是否希望我与比较器团队联系、以便提供最佳选择？

谢谢、

NIR  

嗨、NIR、感谢您的澄清。 因此、即使这需要两个通道、而信号也会通过这两个通道、但不能像本文所讨论的那样将其级联。  

关于带宽影响可忽略不计的问题、我很高兴采纳您的建议。

我误解了您对传播延迟的描述。 如果 通道输入/输出引脚上的信号输入与通道 COM 输出/输入之间（如果它们短路）没有可测量的延迟、那么我很高兴。 我不是问应用于！E 或 Sel 引脚的逻辑更改对输出产生影响之间的时间。

在替代多路复用器上、 TMUX4053 看起来正常 — 它是否比  CD74HC4053 更差？ 我可以看到更高的 Ron、但没有太多其他问题、并且带宽更高、这可能对我的应用有利？  TMUX1072 的接地引脚连接到–1.6V 电压轨、VCC 连接到 3.3V 是否禁止运行？ 我可以在 SEL 和 OE 等逻辑输入上使用下拉电阻、上拉至 3.3V 以实现高逻辑电平。  不会超过任一电源引脚上的电位。 TMUX1072 的 Ron 似乎非常低、因此终端可以更简单。 如果这种负电源轨方法可以接受、还有哪些其他器件可能更适合？

我希望比较国专家就他们对我的备选办法的看法提供意见。 我认为无论如何、我仍然需要为这种方法生成一个负轨。

您好 Simon、

如果信号将以这种方式通过、则从技术上讲、这是级联的、因为它通过两个开关并会降低带宽。  

下面是一个 常见问题解答 、说明了如何定义传播延迟、它应该能够更好地解释。  

TMUX4053 比 CD74HC4053 更适合规格 、但它无法满足您的传播延迟要求、因此我不建议您这么做。
您可以改为实现它、由于带宽高得多、它应该可以解决级联问题。   

我不确定 TMUX1072 是否会 这样工作、因为它的电源要求最低为 2.3V。 如果接地漂移为–1.6V、则 VCC 必须至少为 3.9V。

好的、我将在比较器团队中提到这一主题。

谢谢、

NIR  

大家好、NIR、这是一个非常有用的常见问题解答、谢谢。 因此、如果我使用  LMK1C110xA 器件的输入负载电容 （典型值为 7 pF） 以及）以及 300kΩ 的内部下拉电阻（可忽略不计）和偏置电阻（每个 100Ω） 、我可以计算通过这些模拟开关和网络其余部分的传播时间。  

如果我使用 TMUX4053 数据表中传播延迟为 4ns（对于+/- 5V）的示例方法、似乎需要负载电容和电阻、我没有在 6.7 时序特性表中针对传播延迟进行量化。 如果假设其他时序测试中提到 50 pF 和 10kΩ、则 根据 6.6 交流特性、我使用 60Ω 的每通道导通电阻、C (ON)= CS (ON)+ CD (ON)= 20 pF 计算得出、其中 R* C = 60 *(50 + 20)= 4200ps 或 4.2ns、与索赔相匹配。

如果我可以将地面浮动在更低的位置、我可以选择更快的传播部分。 例如 、TMUX1574 具有低的 Ron 和 Con、看起来具有 50ps 至 95ps 的传播延迟。 （6.7 时序要求）。 除了满足最大/建议的工作额定值之外、是否有任何考虑将接地端悬空为更低的因素？

关于“ TMUX4053 的规格比 CD74HC4053 更好 、但它无法满足您的传播延迟要求“ 、但如果您的初始建议是这样、CD74HC4053 的性能如何优于它？  CD74HC4053 中是否有我错过的规格作为选择原因？

期待模拟开关和比较器专家的评论。  

您好、NIR、非常感谢您进一步澄清。 我误传了我的目标 — 我认为我的意思是 10ps 的周期间附加抖动、尽管我本来应该接受 RMS 抖动、因为这不是硬性要求。 传播可能需要更长的时间、但我需要使传播时间非常稳定才能获得接近 10ps 的附加抖动、因此我正在寻找可用的最短 Tprop。 我认为、有地漂移的 TMUX1574 现在是一个不错的选择。 由于两个通道连接到  LMK1C1102A、我们可以实现非常快速且希望稳定的组合。  

我仍然希望就比较器方法发表评论、而无需解耦到比较器前端 我只是使用传播延迟来代理传播延迟抖动、因此如果输出的时序是输入的高保真表示、则可以接受一些传播时间。 一旦比较国专家作出贡献、我将标记为已解决。

感谢您的发布。  我们正在度假、当我们返回星期一时、我们将会进行回顾。

Chuck

尊敬的 Simon：

Nir 今天很糟糕、但请希望本周初他能做出回应。

此致、

Kameron

希望大家都喜欢这次休息。 是否可以如国家清单报告所述、就 OP 中讨论的替代方法征求比较器专家的意见？

尊敬的 Simon：

我通读了这篇文章、但我跳得有点晚、因此如果我的理解不正确、请纠正我。

根据我的理解、 建议使用替代方法来消除比较器输入端对去耦电容器的需求。

TLV3801 的输入共模电压范围为 VEE + 1.5 至 VCC：

这意味着当 VEE =–1.65V 且 VCC = 3.3V 时、输入共模电压范围 为 –0.15V 至 3.3V。 将+/- 1V 正弦波直接连接 到比较器输入将导致在输入正弦波的大部分负部分出现输入共模电压违例。

如本 电路指导手册所述、您必须通过二极管钳制输入来缓解这种情况 、或者通过采用输入结构（如原始文章中所示的交流耦合电容器）向正弦波添加直流偏置。

HI HO、

感谢您的回复 — 是的，在这一主题中有很多需要完成的工作。 你是正确的,回到我原来的帖子,试图决定采取的方法. 您的理解也是正确的、我想考虑使用双电源比较器来消除信号路径中对串联电容器的需求。 不过、如果我要使用 TLV3801 等比较器、我会让 VEE = 3.3V、我认为这可以解决您所描述的问题。

我向您请求的主要输入和您的专业知识关于比较器方案在信号上连续上升沿保持 IN 电压交叉时间的时序、尤其是考虑到我需要将 LVDS 输入转换回 CMOS/TTL 、以与时间戳电路的其他元件连接（我在 OP 中建议 SN65LVELT23，但我很高兴地获悉适用于高时间保真应用的更合适器件）。  

我可以看到、与输出相对于输入的时序保真度相关的主要数据表规格是抖动。 我之前已经了解到、低传播延迟可用作附加抖动的代理、尤其是在未指定器件抖动的情况下。 然而、如果器件的附加抖动极低、则我并不明确需要低传播时间。

尊敬的 Simon：

您是指 VEE =–3.3V（相对于 GND）吗？ 对于 TLV3801、VEE 不能如此低、因为器件电源需要满足 VCC - GND > 2.4V 条件：

VEE =–3.3V 的负电源轨使得 VCC 在不超过 VCC - VEE < 5.25V 最大值的情况下没有满足 2.4V 最小值的空间。

要将 TLV3801 用于+/–1V 正弦波、您需要使用 VEE =–2.5V 和 VCC = 2.5V、以便输入共模电压范围为–1V 至 2.5V 并满足器件电源要求。

如果没有直接抖动规格、您可以使用 数据表上的分散规格来大致了解输入到输出时序如何 随输入信号的变化而变化：

这些规格会改变过驱、欠驱和输入信号的共模、并测量这些规格对传播延迟的典型影响。

感谢您指出 Ho。 因此、我需要其中任何一个

1. VCC 和 VEE 的开关电压：3.3V 脉冲分别为 3.3V 和–1.5V、+/–1V 正弦波为 2.5V 和–2.5V、IN-切换为 1.65V（脉冲）或 GND（正弦）或
2. 将 VCC 和 VEE 保持在+/- 2.5V、并将 3.3V 输入钳位至+2.5V、并针对 IN-使用相同的开关

此外、感谢您强调驱动变化对传播延迟的影响。 如果波形的电压在给定相位角下保持稳定、那么将这些值解释为稳定是正确的吗？

谢谢 Ho！