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[参考译文] LMX2594 PFD 选择和杂散问题

admin
Guru**** 2587345 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2594, LMX2594EVM, PLLATINUMSIM-SW, LMX2572, LMX2592

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/728415/lmx2594-pfd-selection-and-spur-issue

器件型号：LMX2592
主题中讨论的其他器件：LMX2594、 LMX2594EVM、 PLLATINUMSIM-SW、 LMX2572、

您好！

(PN 应为 LMX2594、而不是2592。)

我在自己的电路板上安装了 LMX2594、大多数配置都符合 LMX2594EVM 设置。 环路滤波器组件使用与 EVM 相同的值；输出通过50欧姆电阻器和18nH 串联电感器上拉至 VCC。 基准输入来自外部100MHz VCXO (COMS 输出)、在100kHz OFS 时具有-162dBc/Hz 的出色相位噪声性能。 SPI 接口由 TI MSP430驱动。  

100M VCXO 输出单端+14dBm 功率、我在馈送到 LMX2594之前添加了6dB 衰减器、否则它将不会锁定。  

问题1、在我的案例中、LMX2594的最佳衰减是什么？

 

(N = INT + F/M)

问题2、在小数模式下 、当启用 OSC 倍频器时、PFD 加倍至200MHz、M 设置为较大值(例如：4x10e9)、锁定不稳定、我可以看到杂散在远离的频率上不断地交换、几乎不会再移动到载波附近。 当禁用 OSC 倍频器但相位噪声随着 PFD 降低至100MHz 而升高时、LMX2594可以正常工作。

(此时很难捕捉屏幕画面、因此暂时没有照片。 如有必要、下次我可以尝试录制视频)

当 VCO 在频带6和7 (更高的输出频率)下工作时、或 M 设置为较小的值(如100)时、不会发生这种不稳定的杂散。

这是因为 VCO 灵敏度从频带7变为频带1变化过大吗？  或者、我的器件可能是坏的器件吗？ 我想知道我是否可以尝试改进这一点？

 

问题3、在分次模式下、我使用低于 TICS reg 值来生成3802MHz 频率、但带内相位噪声比预期的要差得多。 当输出频率变高时、相位噪声会提高(请参阅下图)。 是否有办法在较低频率下对此进行改进？





问题4、3809MHz 输出的类似试验、其思路是在远离载波的位置观察杂散电平。 我尝试将 M 更改为2x10e9和1000、图如下所示。   我知道、当 PFD 降低到100MHz 时、应重新设计环路滤波器、但我进行测试时只想收集快速数据。  

我假设杂散应该在9MHz 偏移处、但我测量了许多次要杂散、而不是预期的。  

PFD = 200MHz、M =大值

PFD = 100MHz、M =最小值


PFD = 100MHz、M =大值


PFD = 100MHz、M =最小值

 

我的应用要求在载波的小数部分大于9MHz 偏移时将杂散降至-135dBc/Hz (来自 SSA)或-80dBc (来自频谱分析仪)以下。  

根据数据表、种子混泥和第一个累加器 REG[40、41]可用于减少杂散、但它没有提到导线或公式。  

 

如果有人能在这种情况下提供帮助、我们将不胜感激！

提前感谢。

TL

 

  • 0
    TI__Guru**** 2587345 points
    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。
    TL、

    好的、让我们来看看问题。

    LMX2594的最佳衰减是什么？
    最佳相位噪声是针对最高转换率。 我们使用+13dBm 的 Wenzel 100MHz 振荡器、但我们随后使用10dB 限制器。 通过使用限制器而不是焊盘、我们不会降低压摆率、而是会降低振幅。

    此外、对于18nH 电感器和电阻器的组合、我们已经完成了一些实验。 我得出的结论是、大约1nH 的低值直感器非常好。 但是、串联电阻在电感器的自谐振频率周围以及在较低频率下很有用。 例如、50欧姆和1nH 可能是更好的选择。 因此、无论怎样、输出阻抗都不是50欧姆、因此您甚至可以考虑25欧姆和1nH 串联电阻。

    2.不完全确定我是否理解、但以下是几点：
    答：不能同时使用可编程乘法器和 OSC_2x
    b.如果您将"M"表示为小数分母、我想知道这是否是某种小数噪声。 例如、假设您选择的分数为3/4000000001。 这实际上是将杂散能量置于非常低的频率。 对于 E5052等仪器、这种情况有时表现为行走毛刺、"呼吸"或其他奇怪现象、但实际上是低频毛刺。 现在、如果您选择1000000000/4000000000等不错的小数、则不应该看到这种情况。 但是，如果您设置了 MASK_SEED>0，或者通过可能切换 OSC_2X 引入种子，则可能会引入一些小数噪声。

    这看起来像小数相位噪声。 我建议您尝试使用 PLLatinum sim 工具对相位噪声(包括小数噪声)进行建模。 当您更改为更高的频率时、分次值可能会发生变化、这会改变分次能量。 例如、如果小数在较低频率下等效于1/25、而在较高频率下等效于10/25、则在高频率下杂散/噪声较低。 此外、对于相同的小数能量、小数能量与 N 无关、因此您可以在15GHz 下生成频率并在7.5GHz 下除以2、理论上这比在7.5GHz 下直接生成的相位噪声和杂散更低。
    要尝试的两件事是：
    将调制器阶数减少到2
    2.将分次更改为1/25。 当我按下 TICSPro GUI 上的"Simplify fraction (简化分数)"按钮时、我会得到该结果。 25分母在理论上是"好的"、因为它不包含2或3分频杂散、理论上没有分频杂散。

    4.对于3809、小数简化为9/50、这将在100/50 = 2MHz 的偏移处产生杂散。 在1MHz 时、理论上存在次小数杂散。 因此、如果您使用90000000/500000001等较大的非等效小数、这应使1MHz 杂散抖动、但可能会增加噪声。 倍数处的杂散为2MHz、这不应改善它、但它会随机生成种子值。 但是、对于三阶调制器和9/50的小数、您可以尝试使用 MASK_SEED 值11理论上减少1MHz 杂散、而种子21理论上减少2MHz 杂散。 MASH_SEED 对约小于200的 denonminator 有效。 它特定于小数、但可在不增加噪声的情况下减少杂散。

    我强烈建议您使用 PLLatinum 仿真工具来仿真相位噪声和杂散、包括 MASH_SEED 的影响。 可从 ti.com/tool/PLLATINUMSIM-SW 获取

    此外、如果您发现小数杂散和噪声的主题很有趣、您可能会喜欢我在 www.ti.com/tool/pll_book 上免费提供的在线 PLL 书籍。

    此致、
    Dean
  • 0
    TI__Guru**** 2587345 points
    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。
    尊敬的 Dean：
    感谢您的回复。

    现在、我了解"行走刺激"是如何产生的。 我仍在努力解决杂散问题。

    我尝试了仿真软件和基准测试。 根据我所见、杂散仿真有时比实际测量好得多或差得多。 差异可能高达30dB。

    一般的经验是、大 M 结果会产生杂散、而小 M 会带来大杂散值。 我的应用程序不能接受这两个结果。 混料种子有助于减少杂散、但不是恒定的。 我们不能让客户在他们一侧进行仿真和钙化种子。

    我还在手边研究了 LMX2572、它具有类似的行走毛刺问题、但总的来说、毛刺性能要好得多、但它不涵盖8GHz。

    我想知道 LMX2592是否是我的案例的更好选择、如果不是、我可能需要研究刚刚发布的与 LMX2594类似的 ADI 器件。

    此致、
    Terry
  • 0
    TI__Guru**** 2587345 points
    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。
    Terry、

    PLLatinum Sim 具有一些强大的杂散仿真器、在许多情况下、它非常接近。 它还能很好地洞察杂散。
    但是杂散可能有许多原因、没有工具可以测量所有或所有影响。 产生差异的两个最大原因是串扰、如果 OSCin 信号的压摆率较慢、则可能会降低整数边界杂散。

    我不希望 LMX2592更适合杂散。 您是否在 LMX2594上尝试过 MASK_SEED？ 此外、确保 OSCin 信号具有良好的压摆率。

    此致、
    Dean
  • 0
    TI__Guru**** 2587345 points
    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。

    尊敬的 Dean：

    感谢您的回复。
    对于 REF 输入、我在实验中没有限制器、使用衰减器可能会降低信号转换性能。 这可能是我在仿真和测量之间存在差异的原因之一。
    我尝试使用混种、它确实有助于减少某些频率点的杂散、尤其是在 M 较小时、正如您在之前的答复中提到的那样。 种子值对 M 必须为大值的频率的影响较小(例如、f = 3800,000,010Hz)。 此外、我没有找到一种简单的方法来编程和计算仲裁频率的种子值。
    当我有一个已知良好的限制器时、我想尝试更多的尝试来提高杂散性能。 但可能不会立即用于我的现有项目...

    谢谢、
    Terry

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    TI__Guru**** 2587345 points
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    Terry、

    对于 MASK_SEED、当分母较小时、它往往有效、例如<=400。 另一方面、我们可以执行精确的分次、因此如果您需要1/4、则无需执行1000000/4000001。 PLLatinum Sim 将计算理论上最佳混泥种子。

    压摆率很重要、但如果您是100MHz 和+10dBm、这就足够了。 我想这需要一个4dB 焊盘、但如果您在+8dBm 时具有100MHz 的频率(6dB 焊盘时为+14dB)、那么这仍然不应该对杂散造成太大的伤害。

    实际上、我得到的最佳杂散是低振幅、高转换率和差分。 馈送到 OSCin 的 LVDS 信号通常提供最佳杂散。

    报
    Dean
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    TI__Guru**** 2587345 points
    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。

    Dean、

     

    我的应用的最小频率步长为10Hz (实际上首选1Hz)。 因此、对于我的大多数频率、M 必须与 PFD 或 PFD 一样大。 因此、在我看来、LMX2594目前可能不是一个选项。

    我刚刚意识到 LMX2572的杂散性能要好得多、通过调整 M 值可以显著改善杂散问题。  我仍在评估该部件上的更多频率。

    同时、我刚刚订购了 LMX2592芯片以进行进一步评估。  希望它的性能与 LMX2572类似、并且对我来说是一个不错的选择。  

    我稍后将回来并使用有关 LMX2592的更多详细信息更新此主题。

    谢谢、

    Terry

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    TI__Guru**** 2587345 points
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    尊敬的 Dean：

    LMX2592的问题与 LMX2594类似。 我们使用 LMX2572 +外部混频器改用了一种新方法。

    感谢您的支持。
    Terry