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[参考译文] LMK04906:CLK 杂散取决于 CLK 输出级的分频器设置

Guru**** 665180 points
Other Parts Discussed in Thread: LMK04906, CODELOADER, SN74LVC2G14, SN74AUC1G14
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https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/712813/lmk04906-clk-spurs-depend-on-divider-settings-of-the-clk-output-stage

器件型号:LMK04906
主题中讨论的其他器件: CODELOADERSN74LVC2G14SN74AUC1G14

您好!

我们在  各种配置中使用 LMK04906、最近我们注意  到 DAQ 数据的质量 在很大  程度上取决于 CLK 扇出输出部分中输出分频器的分频比。  我们使用 LMK04906生成的 CLK 来对数据进行采样。 我们使用78MHz 生成的 CLK 对260MHz 正弦波进行采样。 如果我们在 Fin 上直接馈送78MHz (我们在外部 VCO 模式11下运行)、则杂散量将会变化超过30dB 、而   在输出级中、我们馈送780MHz 并除以/10。 在   两种情况下、进入 ADC 的 CLK 显然频率相同、而 ADC 的输入正弦在这两种情况下都是相同的。 但杂散的高度 会有很大的变化(超过30dB)。 分压器分压比发生变化时、组件不会改变其频率。 与载波相比、它们始终保持在相同的相对位置。  只是它们的功率随着/N 上升而减小。

  是否有办法通过分频器的工作方式来解释这种"滤波"效应? 在这种情况下、您是否会推荐使用特殊的分压比?

感谢您的所有帮助、    

Uros

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    您好、Gruffalo、

    这是一个有趣的问题。
    您是否有来自 GUI 的配置文件(Codeloader 的.mac 或 TICS Pro 的.TCS)?
    78 MHz 的杂散位置偏移是多少? 一张图片可以帮助我们了解这种现象。

    我猜分压器路径的另一侧还有串扰。 我们应该找到杂散源。
    例如、如果我们将78MHz 更改为80MHz、那么杂散位置是什么?

    此致、
    肖恩
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    您好、Shawn、

     请查找随附的以下文件:

    1、div = 1 、div = 32时的频谱比较。 在两种情况下、fclk = 78MHz。 采样频率为260MHz。 这是 DAQ 数据、而不是 CLK 频谱。  

    如果我们 使用81.25 MHz CLK、则频谱会更高。  输出分频器为1。 采样频率为270.833333 MHz。 保持 IF/CLK 之间的比率不变、并且不受谐波的任何影响。

    3. 与 in 1相同的数据。 但这次是在两个单独的图形上 、以便 更好地看到所有效果

    我们写入到 LMK 芯片中的十六进制数据  

    * X 以 [MHz]为单位、Y 以 dBFS 为单位。  

    从81.25MHz 数据和78MHz 数据之间的比较器可以看出杂散的位置已发生变化。 看起来它是一种近直流效应、随后会升频(可能在采样过程中)到 IF。  

    我还必须提到、如果使用 LMK04906的内部 VCO 、我们在 DAQ 上看不到杂散。 本例中的分频比等于32。   这应该从 DAQ 系统的图片中得到。

      对分频器的"滤波效果"有什么想法?  

    感谢您的所有支持、

    Uros

      e2e.ti.com/.../ext.txt

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    请注意、div = 32可获得低于-100dBFS 的更低本底噪声。
    这意味着分频器32的78MHz 优于直接78MHz 时钟。 当 VCO 驱动器的本底噪声不够好时、情况确实如此。
    由于 VCO 驱动器的本底噪声是固定的、因此直接78MHz 相位噪声将在 VCO - 20logN 的理想相位噪声之前达到驱动器本底噪声。 LMK04906内部驱动器的本底噪声低于 VCO 驱动器。

    对于杂散、它仍然可以来自外部 VCO。 与本底噪声20 logN 关系类似、杂散也可以从-20logN dB (理想值)的分频器中受益。
    这对于内部 VCO 无杂散很好。

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    您好、Shawn、

    感谢你的答复。 对于本底噪声、很明显。 正如已经写的那样,本底噪声不是一个问题,我们理解其影响。

    主要问题是杂散。 外部源不是源、因为我们使用 SSA 相位噪声和振幅噪声来测量它。 此外、更换发生器不会改变杂散的位置。 是的、由于分压比与噪声的方式相同、因此可以降低杂散、但实际上它不遵循20logN、但随着 N 的单调增加、杂散会发生很大变化。

    我们设法大致确定了2MHz、4MHz、6MHz (可能是2MHz 的谐波或可能是一些互调效应、不清楚)近直流效应的影响。 这些频率中是否有任何一个与 LMK04906相关的响铃? 是否有任何内部串行通信。 相关振荡器、数据传输、更新速率等 可以在这一级别工作的人员? 我们已检查我们的串行链路通信。 在运行期间、线路处于安静状态。

    您是否看到 CP 可能会生成类似的结果并将这些线(通过 PCB 或在内部)传播到其他引脚? 我们尝试对 CPS 进行三态处理、但没有效果。


    感谢你的帮助、

    Uros

    稍后添加注释 :

    输出端接的匹配是否随分压器分压比的变化而变化? 内部电压、信号幅度是否随不同分压器而变化? 谢谢。

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    如果外部 VCO 上没有此类杂散、我们应专注于内部 VCO 和外部 VCO 的不同路径、旁路分频器和分频器的不同路径。 让我让另一位工程师对此进行评论。
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    尊敬的 Shawn:

     我们花了更多的时间来调查这个问题。 我们进行了几次测试、但最具代表性的可能是以下测试。

    我们绕过 了我们放置在 PCB 上的 LMK04906、以便我们可以从外部将 CLK 注入 PCB 上的差分线路。 我们放置了一个变压器、以便将单端转换为差分。 本实验的板载 LMK04906关闭。

    我们首先向变压器中注入了78MHz CLK 单端信号、并能够对260MHz 数据进行采样。 在-110dBFS (本底噪声所在的位置) 上、频谱看起来无杂散(字面量)。

    在实验的第二部分、我们将相同的78MHz (由同一发生器生成)注入 到  了 Fin 端口上 LMK04906 (LMK04906评估板 v1.0)的 TI 演示板中。 我们仅将该芯片用于 CLKOut0上的 CLK 分配。 div = 1。  我们现在看到杂散在-78dBFS 的水平上(本底噪声仍然在-110dBFS 的水平上)。 杂散位置非常接近我们在 PCB 上使用 LMK 时观察到的杂散位置。 有趣的是、当将分频比从 div = 1更改为 div = 32 (并将2496MHz 注入 Fin)时、杂散会相应地最小化。 与 我们在 PCB 上看到的效果相同。

    因此、我倾向于得出结论、根据 分压比、LMK04906会产生高达-78dBFS 级别的杂散分量。 至少在我们使用它的模式和方式中。 如果您发现任何问题(我向您发送了我们要发送到芯片的十六进制值)、请告知我们。

    您可以就此发表评论吗?

    此致、

    Uros

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    您好、Shawn、

    您是否可能知道内部 VCO 的输出是方形的还是 正弦的?

    当在 Fin.上输入一个平方(更高的压摆率)时、我们的数据得到了很大的改进。

    此致、

    Uros

     

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    您好、Uros、

    真是个好消息。
    我学到了很多、通常我们使用差分架构驱动器在芯片内部电路中进行高速信号分配。
    方波的压摆率高于正弦波。 通常、差分信号的压摆率也高于单端信号。
    较慢的压摆率会带来更高的本底噪声和抖动。
    对于杂散、它必须具有一个源。 通常、小摆幅(功率)信号更容易受到干扰。
    请注意、为了启用芯片中的分频器(不是 div=1、它实际上会绕过分频器)、还在时钟路径中集成了一个差分驱动器、这有助于信号变得稳定。

    此致、
    肖恩
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    您好、Shawn、

     因此、调查的结果是、如果我们将 PLL2用于外部 VCO 配置或仅用作 CLK 分配、我们必须缓冲 Fin。 Fin 不是内部缓冲、我们必须 使用外部缓冲器(顺便说一下、是否有任何缓冲器是您特别推荐的?)。 我们认为、它必须是具有 LVPECL 输出的正弦到方转换器。 这些组件的来源可能来自我们的环境、对此我们没有太多可做的(速率内混合信号、具有高精度射频的高速数字)。

    再次感谢您的支持、

    Uros   

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    您好、Uros、

    馈送 CLKin1/Fin 输入的外部 VCO 的振幅是多少? 使用什么端接?

    我之前没有尝试过这种方法、但假设 VCO 为78MHz、SN74LVC2G14或 SN74AUC1G14等施密特触发器可能会改善您的压摆率。

    73.
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    您好、Timothy、

     VCO 输出为1Vpp 正弦。 但只有700mV 会使其进入芯片。  LMK04906的输入端接电阻为50欧姆。 单端输入。 100nF 之间有阻塞电容。

    好的、感谢施密特触发器部件。 我们还将尝试这种方法。

    Uros   

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    在采用0.7Vpp 正弦波的78MHz 频率下、我计算出20%至80%以上的压摆率为0.16V/ns。 这低于推荐的0.5V/ns 典型时钟输入压摆率。 正如您所观察到的、提高此压摆率可提高性能。

    73、
    Timothy
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    是的、我认为这澄清了问题。

    再次感谢大家的支持。

    Uros