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[参考译文] LMX2572:输出信号的高相位噪声

Guru**** 2546490 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2594, LMX2572, LMK00105, LMX2571

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/691184/lmx2572-high-phase-noise-of-the-output-signal

器件型号:LMX2572
主题中讨论的其他器件:LMX2594LMK00105LMX2571

在定制板上、我使用 LMX2572和 LMX2594合成器合成频率4600 - 4800MHz (LMX2572)和频率6300 - 6500MHz (LMX2594)。 问题在于、频率为4600-4800MHz 的 LMX2572合成器在10kHz 和100kHz (分别为-90dBc 和94dBc)时具有高相位噪声水平。
在 LMX2594上、频率6300 - 6500 MHz (12600 - 13000 MHz 除以2)完全未被捕获、而是被捕获、但在输出端、可以看到其他频率谐波的" palisade "、 尽管例如、捕获的频率为7350MHz (14700MHz 除以2)、但噪声也比仿真值高10kHz 和100kHz。
当然、也许这是电路板、但也许您会对原理图和拓扑有一些意见。

 LMX2572 PLL SIM frequency 4600 MHz LMX2572 schematic & topology LMX2594 PLL SIM frequency 6300 MHz

 LMX2594 schematic & topology Power schematic if neededLMX2572 4600MHz 10kHzLMX2572 4600MHz 100kHzLMX2594 6300MHz

e2e.ti.com/.../List-of-Elements.txt

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    尊敬的安德烈:

    关于 LMX2572的相位噪声、我的测试结果类似于仿真。 但是、我看到您测得的输出功率仅为-14dBm、这是否有意这样做?
    您是否可以将测试设备置于相位噪声模式? 此模式下的测量值是否与频谱模式一致? 我认为频谱结果不是很正确、本底噪声很高。

    对于 LMX2594、RFoutAM 也应通过电感器上拉。

    对于这两个器件、未使用的 RFoutB 引脚可保持悬空。
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    Noel、您好!

    遗憾的是、我的频谱分析仪(Rohde & Schwartz FSU 46)中的相位噪声测量模式不会。 因此只有这样。
    关于功率:在电路板上、来自合成器的信号与另一个信号混合以进行升频转换、因此无法直接测量(电路板上没有用于测量合成器信号参数的技术连接器)。  为了测量合成器输出的信号、我们制作了一个自制探针、将其放置在输出电容器之后的微带上。 这种方式的信号损耗约为16dB、这一点并不重要、因为相位噪声不会增加。

    感谢您对 RFoutAM 输出端接的评论! 在数据表中没有真正注意到这一点。 现在、LMX2594最终获得了6300MHz 的信号、没有其他频率的谐波。 然而、这个信号的相位噪声也很高:在10kHz 时、我看到-96dBc、在100kHz -104dBc 时。

    我的电路板中的某些东西似乎会产生低频噪声、但我无法理解什么。  我绕 过 LT3680 (开关稳压器)尝试直接为线性稳压器(ADM7170上为3.8V)供电、这表明 LT3680可能会产生这样的低频噪声、但没有任何变化。  相位噪声保持不变。

    是否有任何想法、问题可能出在哪?

    如果这很有用:
    频率为100MHz 的发生器具有:
    10 Hz     -95dBc
    100Hz   - 125dBc
    1 kHz      -153dBc
    10 kHz     -165dBc
    100kHz   - 168dBc

    在我的板上还有:PIC32MZ 微控制器(工作频率为120 MHz)、16 MHz 晶体振荡器、10位 DAC (AD5320)、CAN 模块(1兆波特率)。

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    尊敬的安德烈:

    您的发电机相位噪声非常好、是 XO 还是台式设备? 如果是信号发生器、您能否使其输出频率约为4GHz、然后测量相位噪声? 或者、您能否使 LMX 输出100MHz、然后再次检查相位噪声? 我想确保这不是测试设备问题。
    在布局中、VTune 线迹(在第三极之后)如何路由到第四极? 您是否对该迹线进行了良好的隔离或屏蔽?
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    Noel、您好!

    我使用 OCXO。  

    OCXO spec

    从第三极到第四极的布线通过板的7层完成。 下一个8层是接地。 在 μV 的第6层上、第三个->第四个极点是 PLL_3.3VA 信号-它是 LDO ADM7170输出的稳定模拟电压(输出噪声为6 μ V)。

    CPOUT-topologyCross CPOUT & VTUNE topologyVTUNE topology

    合成器输出100MHz 频率的相位噪声:

    Phase noise 1kHzPhase noise 10kHzPhase noise 100 kHzPhase noise 1 MHz

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    还有一个问题:
    OSC 输入的参考电平应该是多少? LMX2572和 LMX2594合成器? 它们是相同的吗? 在规格中、信号应具有快速上升的正面、但振幅较小。
    我的信号在 OSC 输入端为100MHz:

    Signal of OSC input

    它是正常振幅还是更高?

    信号在 RFOUTA 的输出上为100MHz (信号明显由于第二和第三个危害而失真):

    Signal of output RFOUTA

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    尊敬的安德烈:

    您的100MHz OCXO 振幅很好、尽管失真。

    我仍然认为相位噪声"问题"是测量误差、因为您使用了一个频谱来"计算"相位噪声。 因此、您的测量值将取决于载波的振幅。

    例如、

    因此、计算出的相位噪声=(偏移功率-载波功率)- 10log (RBW)=-122.16dBc/Hz。

    如果您可以进行直接测量、则载波功率将更高、因此相位噪声将更好。

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    我们已经测量了频谱分析仪自身的噪声、它不能比结果更好。  即使我放大到+10dBm、相位噪声也不会更好。 这是频谱分析仪动态范围的限制。  

    最后、我得到了 Agilent N9000频谱分析仪、该分析仪具有测量相位噪声的功能。 并测量了基准信号的相位噪声:

    Reference phase noise

    在这里、我们还可以看到频谱分析仪的 SSB 相位噪声。

    此外、在我之前的一个项目中、我已经使用完全相同的 OCXO 来使用 HMC700LP4芯片和 HMC466LP4 VCO (PFD 50MHz)生成6300MHz 的频率、相位噪声如下:

    HMC700LP4 & HMC466LP4 frequency 6300 MHz

    因此、在其他项目中检查生成器、我不认为其中有原因。

    在最后一条消息的图中、我展示了合成器输入端基准信号的振幅约为450mV、而4600MHz (LMX2572)时的相位噪声为10kHz -90dBc、100kHz -93dBc 时。 昨天、我提高了合成器的基准信号电平、以检查会发生什么情况:

    Amplitude reference signal

    当相位噪声变得更好时、我感到非常惊讶:

    LMX2572 4600MHz Phase Noise

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    50 Ω 线路与高阻抗输入的匹配是如何工作的? 不应反映大部分功率? 这是否有问题?
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    尊敬的安德烈:

    您是否将 OCXO 输出共享到两个 LMX 器件?
    您能否尝试简单地将 OCXO 输出与 LMX2572进行交流耦合? 还要测量50ohm 分流电阻器上的波形? 我希望波形不会出现任何失真。  

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    这是我的基准信号路径方案:

    Reference signal path

    现在、电路板上未安装50欧姆的分流电阻器、而是打开寄存器5中的 IPBUF_TERM 位。 但我尝试安装外部分流电阻器-没有任何变化。

    由于放大器处于饱和状态、信号失真。

    之前的示波器是从放大器后面和电容器前面的点获取的(如图所示)。

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    尊敬的安德烈:
    好的、请尝试绕过"电源分离器"、只需将 OCXO 连接到 LMX2572、看看会发生什么情况。 如果相位噪声得到改善、您可能需要调整分离器、直到再次获得良好的相位噪声、或者您可能会考虑使用 LMK00105等时钟缓冲器。
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    我通过将 OCXO 输出连接到放大器输入来绕过分离器。 基准频率的 VPP 为3.45V

    相位噪声变得更好。

    但是、按照规范中的以下内容、该电平应该会损坏器件? LMX2572是可行的、但当您将此级别应用于 LMX2594时、将发生这种情况。 或者我弄错了?

    此外、除非器件不应在0.2Vpp 下提供良好的相位噪声。 我了解该规格、因此当我向 OSCin 至少馈入0.2Vpp 时、我必须在输出端获取计算出的相位噪声。

    LMK00105很好、但我不理解它能提供什么帮助。 我没有5个器件、但只有2个。 为什么使该方案复杂化。

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    尊敬的安德烈:

    我尝试看到的是、OCXO 输出直接连接到 LMX2571输入(如上一篇文章中的图片所示)。 OCXO 的输出功率为7dBm、大约1Vpp 摆动到50欧姆负载。 本实验试图确定不良相位噪声是否是由分离器和放大器造成的。 如果是这种情况、如果您不想花时间找到分离器和放大器的最佳位置、我建议使用时钟缓冲器、这将简化设计并为 LMX 器件提供高质量时钟。

    LMK00105可从 OCXO 获取正弦波、然后输出方波 CMOS 电平时钟。 在50欧姆负载下、缓冲器的电压摆幅小于2Vpp、因此不会损坏 LMX 器件。 未使用的输出可以保持断开状态。 TI 确实有一些具有两个输出的时钟缓冲器、但遗憾的是、它们不支持100MHz。

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    Noel、您好!
    嗯、我理解你。 我直接将 OCXO 输出连接到 LMX2572输入。 相位噪声变得更糟、达到10kHz -86dBc、100kHz -89dBc。
    但我不理解另一个、如果它是噪声基准频率、那么为什么当基准信号增加(通过放大器)时相位噪声会变得更好?
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    安德烈
    对于 LMX2594和 LMX2572、PLL 相位噪声受输入信号的压摆率影响。 通常、如果压摆率太低、PLL 相位噪声会降低。

    此致、
    Dean