LMK03000系列精密时钟调节器集成VCO
2008年3月26日
LMK03000系列
精密时钟调节器集成VCO
概述
该LMK03000系列精密时钟调节器的COM
茎抖动清除/修复的功能，乘法
灰，和一个基准时钟的分布。该器件
集成压控振荡器（ VCO ） ，一个高性
formance整数N锁相环（ PLL）的部分
在各种LVDS集成的环路滤波器，以及多达八个输出
和LVPECL组合。
VCO的输出是任选的F out的端口上访问。在 -
ternally ， VCO的输出通过一个VCO分频器喂
不同的时钟分配块。
每个时钟分配模块包括一个可编程的二
vider ，相位同步电路，可编程延迟
一个时钟输出多路复用器，和一个LVDS或LVPECL输出缓冲器。
这允许多个整数相关和相位调整
基准的副本分发到8系统的COM
元件。
时钟调节器都采用48引脚的LLP封装，
足迹与同其它计时设备兼容
家庭。
特点
■
集成的VCO具有极低的相位噪声地板
■
集成的整数N分频PLL以优异的归一化
■
■
■
■
■
■
■
■
■
-224 dBc的/ Hz的相位噪声贡献
2-8 VCO分频器值（共分）
1路分频值， 2 510（甚至鸿沟）
3 LVDS和LVPECL 5时钟输出
部分集成环路滤波器
在每个时钟输出的专用分频器和延迟块
引脚兼容的时钟器件系列
3.15 3.45 V工作电压
包装： 48引脚LLP （ 7.0× 7.0× 0.8mm）的
200 FS RMS时钟发生器性能（ 10 Hz至20
兆赫）用干净的输入时钟
部分
LMK03000C
LMK03000
LMK03000D
LMK03001C
LMK03001
LMK03001D
1470 - 1570
1185 - 1296
VCO频率
范围（MHz ）
RMS抖动（ FS ）
400
800
1200
400
800
1200
目标应用
■
■
■
■
■
■
数据转换器时钟
网络， SONET / SDH ， DSLAM
无线基础设施
医
测试与测量
军事/航空航天
系统框图
20211440
三州
是美国国家半导体公司的注册商标。
2008美国国家半导体公司
202114
www.national.com
LMK03000系列
引脚说明
针＃
1, 25
2
引脚名称
GND
FOUT
I / O
-
O
-
I
I
I
-
-
I
O
O
O
O
O
I
I
O
I
O
O
O
O
-
地
内部VCO输出频率
电源
微型导线时钟输入
MICROWIRE数据输入
微丝锁存使能输入
无需连接到这些引脚
旁路LDO
全球输出使能
锁定检测和测试输出
LVDS时钟输出0
LVDS时钟输出1
LVDS时钟输出2
LVPECL时钟输出3
全局时钟输出同步
振荡器时钟输入;应该是AC
再加
电荷泵输出
偏绕道
LVPECL时钟输出4
LVPECL时钟输出5
LVPECL时钟输出6
LVPECL时钟输出7
模片固定垫是地
描述
3, 8, 13, 16, 19, 22,
VCC1 ，电源Vcc2 ， VCC3 ， Vcc4 ， VCC5 ， Vcc6 ， Vcc7 ， Vcc8 ， Vcc9 ， Vcc10 ，
26, 30, 31, 33, 37,
Vcc11 ， Vcc12 ， Vcc13 ， Vcc14
40, 43, 46
4
5
6
7, 34, 35
9, 10
11
12
14, 15
17, 18
20, 21
23, 24
27
28, 29
32
36
38, 39
41, 42
44, 45
47, 48
DAP
CLKuWire
DATAuWire
LEuWire
NC
LDObyp1 ， LDObyp2
GOE
LD
CLKOUT0 ， CLKOUT0 *
CLKOUT1 ， CLKOUT1 *
CLKOUT2 ， CLKOUT2 *
CLKOUT3 ， CLKOUT3 *
SYNC *
OSCIN ， OSCIN *
CPOUT
BIAS
CLKOUT4 ， CLKOUT4 *
CLKout5 ， CLKout5 *
CLKOUT6 ， CLKOUT6 *
CLKout7 ， CLKout7 *
DAP
www.national.com
4
LMK03000系列
绝对最大额定值
（注1,2 ）
如果是用于军事/航空专用设备，请向美国国家半导体销售办事处/经销商
具体可用性和规格。
参数
电源电压
输入电压
存储温度范围
焊接温度（焊接4秒）
结温
符号
V
CC
V
IN
T
英镑
T
L
T
J
评级
-0.3 3.6
-0.3 （V
CC
+ 0.3)
-65到150
+260
125
单位
V
V
°C
°C
°C
推荐工作条件
参数
环境温度
电源电压
符号
T
A
V
CC
民
-40
3.15
典型值
25
3.3
最大
85
3.45
单位
°C
V
注1 ：
"Absolute最大Ratings"表示以后可能会损坏设备的限制，包括不可操作性的设备可靠性和退化
和/或性能。该设备和/或无退化的绝对最大额定值或其他条件以外的那些指示的功能操作
推荐工作条件是不是暗示。推荐工作条件表示条件该设备是功能和
设备不应该超出这样的条件下操作。
注2 ：
该器件是ESD处理措施高性能集成电路。操作此设备只应在ESD保护的工作要做
站。该器件的额定为HBM- ESD的> 2千伏的> 200V的MM- ESD，以及> 1.2千伏CDM- ESD 。
封装热阻
包
48引脚LLP （注3 ）
θ
JA
27.4 ° C / W
θ
J- PAD （散热焊盘）
5.8 ° C / W
注3 ：
规范假定16散热通孔的模片固定垫连接到嵌入式铜平面上的4层JEDEC板上。这些通路中发挥关键
在提高律师事务所的散热性能的作用。所以建议过孔的最大数量，在电路板布局中使用。
5
www.national.com
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
精密时钟调节器集成VCO
超前信息
2006年11月
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
精密时钟调节器集成VCO
概述
该LMK03000 / LMK03000C / LMK03001 / LMK03001C精密度
锡安时钟调节相结合的抖动洁净的功能
ING /修复，乘，分布为参考的
ENCE时钟。该器件集成了一个电压控制
振荡器（VCO） ，一个高性能的整数N相
锁相环（ PLL） ，一个部分集成的环路滤波器， 3
LVDS和LVPECL 5时钟输出分配块。
VCO的输出是任选的F out的端口上访问。在 -
ternally ， VCO的输出通过一个输入分频器喂
不同的时钟分配块。
每个时钟分配模块包括一个可编程的二
vider ，相位同步电路，可编程延迟
一个时钟输出多路复用器，和一个LVDS或LVPECL输出缓冲器。
这允许多个整数相关和相位调整
基准的副本分发到8系统的COM
元件。
时钟调节器都采用48引脚的LLP封装，
足迹与同其它计时设备兼容
家庭。
特点
■
集成的VCO和整数N分频PLL
■
两个性能等级（ 12 kHz至20 MHz的）
■
■
■
■
■
■
■
■
—
LMK03000 / LMK03001 ：小于800飞秒RMS
—
LMK03000C / LMK03001C ：小于400飞秒RMS
两个VCO频率规划
—
LMK03000 / LMK03000C ： 1185年至1296年兆赫
—
LMK03001 / LMK03001C ： 1470年至1570年兆赫
1至785 MHz的时钟输出频率范围
3 LVDS和LVPECL 5时钟输出
部分集成环路滤波器
在每个时钟输出的专用分频器和延迟块
引脚兼容的时钟器件系列
3.15 3.45 V工作电压
包装： 48引脚LLP （ 7.0× 7.0× 0.8mm）的
目标应用
■
■
■
■
■
■
■
数据转换器时钟
SONET / SDH， DSLAM
联网
无线基础设施
医
测试与测量
军事/航空航天
功能框图
20211401
2006美国国家半导体公司
202114
www.national.com
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
接线图
48引脚的LLP封装
20211402
引脚说明
针＃
1, 25
2
引脚名称
GND
FOUT
I / O
-
O
-
I
I
I
-
-
I
O
O
O
O
O
I
I
O
I
O
O
O
O
-
地
内部VCO输出频率
电源
微型导线时钟输入
MICROWIRE数据输入
微丝锁存使能输入
无需连接到这些引脚
旁路LDO
全球输出使能
锁定检测和测试输出
LVDS时钟输出0
LVDS时钟输出1
LVDS时钟输出2
LVPECL时钟输出3
全局时钟输出同步
振荡器时钟输入;必须交流耦合
电荷泵输出
偏绕道
LVPECL时钟输出4
LVPECL时钟输出5
LVPECL时钟输出6
LVPECL时钟输出7
模片固定垫是地
描述
VCC1 ，电源Vcc2 ， VCC3 ， Vcc4 ， VCC5 ， Vcc6 ，
3, 8, 13, 16, 19, 22, 26,
Vcc7 ， Vcc8 ， Vcc9 ， Vcc10 ， Vcc11 ， Vcc12 ，
30, 31, 33, 37, 40, 43, 46
Vcc13 ， Vcc14
4
5
6
7, 34, 35
9, 10
11
12
14, 15
17, 18
20, 21
23, 24
27
28, 29
32
36
38, 39
41, 42
44, 45
47, 48
DAP
CLKuWire
DATAuWire
LEuWire
NC
LDObyp1 ， LDObyp2
GOE
LD
CLKOUT0 ， CLKOUT0 *
CLKOUT1 ， CLKOUT1 *
CLKOUT2 ， CLKOUT2 *
CLKOUT3 ， CLKOUT3 *
SYNC *
OSCIN ， OSCIN *
CPOUT
BIAS
CLKOUT4 ， CLKOUT4 *
CLKout5 ， CLKout5 *
CLKOUT6 ， CLKOUT6 *
CLKout7 ， CLKout7 *
DAP
www.national.com
2
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
绝对最大额定值
（注1,2 ）
如果是用于军事/航空专用设备，请向美国国家半导体销售办事处/经销商
具体可用性和规格。
参数
电源电压
输入电压
存储温度范围
焊接温度（焊接4秒）
符号
V
CC
V
IN
T
英镑
T
L
评级
-0.3 3.6
-0.3 （V
CC
+ 0.3)
-65到150
+260
单位
V
V
°C
°C
推荐工作条件
参数
环境温度
电源电压
符号
T
A
V
CC
民
-40
3.15
典型值
25
3.3
最大
85
3.45
单位
°C
V
注1 ：
最大极限值是指超出这可能会损坏设备的限制。推荐工作条件表示为条件
该设备拟功能，但不保证特定的性能极限。关于规范保证和测试环境，请参阅电气
的特点。保证规格仅适用于列出的测试条件。
注2 ：
该器件是ESD处理措施高性能集成电路。操作此设备只应在ESD保护的工作要做
站。该器件的额定为HBM- ESD的>2千伏，对>200伏MM- ESD，以及>1.2千伏CDM- ESD 。
电气特性
（VCC = 3.3 V ， -40°C
≤
T
A
≤
85°C ;差分输入/输出;除非指定）。
符号
参数
条件
消耗电流
一个LVPECL整个设备和
1 LVDS输出工作在765 MHz的
在旁路模式（ CLKoutX_MUX =
旁路）
I
CC
电源电流
分频器电路（ CLKoutX_DIV = 4）
每个时钟输出
延时电路（ CLKoutX_DLY = 2250
PS ）
每个时钟输出
I
CC
PD
掉电电流
基准振荡器输入频率
范围
参考振荡器输入转换率
输入电压为OSCIN和OSCIN *
鉴相器频率
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 1X
I
SRCE
CPOUT
电荷泵的电流源
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 4倍
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 16倍
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 32倍
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 1X
I
SINK
CPOUT
电荷泵灌电流
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 4倍
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 16倍
V
CPOUT
= VCC / 2 ， PLL_CP_GAIN = 32倍
100
400
1600
3200
-100
-400
-1600
-3200
μA
A
（注3）
AC耦合;单端
PLL
f
COMP
40
兆赫
POWERDOWN = 1
参考振荡器
f
OSCIN
SLEW
OSCIN
V
OSCIN
1
0.5
0.2
1.6
200
兆赫
V / ns的
VPP
民
典型值
最大
单位
162
9
mA
10
1
mA
3
www.national.com
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
符号
I
CPOUT
三
I
CPOUT
MIS ％
参数
电荷泵三态电流
电荷泵的幅度
水槽与源电流不匹配
条件
PLL （续）
0.5 V < V
CPOUT
<为VCC - 0.5 V
V
CPOUT
= VCC / 2
T
A
= 25°C
0.5 V < V
CPOUT
<为VCC - 0.5 V
T
A
= 25°C
民
典型值
2
3
最大
10
单位
nA
%
电荷泵的幅度
I
CPOUT
VTUNE电流与电荷泵电压
变异
I
CPOUT
温度
PN10kHz
PN1Hz
电荷泵电流与幅度
温度变化
PLL 1 / f噪声在10 kHz偏置（注4 ）
归一化到1 GHz的输出频率
归一化相位噪声贡献
（注5 ）
4
%
4
PLL_CP_GAIN = 1X
PLL_CP_GAIN = 32倍
PLL_CP_GAIN = 1X
PLL_CP_GAIN = 32倍
VCO
LMK03000/LMK03000C
LMK03001/LMK03001C
经过编程R15的锁，没有
改变输出配置是
允许以保证连续的锁。
（注6 ）
LMK03000 / LMK03000C ;牛逼
A
= 25 °C
LMK03001 / LMK03001C ;牛逼
A
= 25 °C
3.3
2.7
7至9
1185
1470
-117
-122
-219
-224
1296
1570
%
dBc的/赫兹
dBc的/赫兹
f
FOUT
VCO调谐范围
兆赫
|ΔT
CL
|
允许的温度漂移为
连续锁
125
°C
p
FOUT
输出功率为50
装载由驱动的F out
DBM
K
VTUNE
微调灵敏度
LMK03000/LMK03000C
（低灵敏度表示典型
在调谐的下端灵敏度
LMK03001/LMK03001C
范围内，在较高的灵敏度更高
调谐范围的结束）
LMK03000/LMK03001
12 KHz到20 MHz的带宽
LMK03000C/LMK03001C
12 KHz到20 MHz的带宽
1 kHz偏置
LMK03000C
f
FOUT
= 1296 MHz的
（注7 ）
10 kHz偏置
100 kHz偏置
1 MHz偏移
10兆赫 FF集
1 kHz偏置
LMK03000C
f
FOUT
= 1185 MHz的
（注7 ）
10 kHz偏置
100 kHz偏置
1 MHz偏移
10兆赫 FF集
1 kHz偏置
LMK03001C
f
FOUT
= 1570 MHz的
（注7 ）
10 kHz偏置
100 kHz偏置
1 MHz偏移
10兆赫 FF集
1 kHz偏置
LMK03001C
f
FOUT
= 1470 MHz的
（注7 ）
10 kHz偏置
100 kHz偏置
1 MHz偏移
10兆赫 FF集
9至11
兆赫/ V
＆ LT ; 800
＆ LT ; 400
待定
-91.4
-116.8
-137.8
-156.9
待定
-93.5
-118.5
-139.4
-158.4
待定
-89.6
-115.2
-136.5
-156.0
待定
-91.6
-116.0
-137.9
-156.2
fs
fs
J
RMS
FOUT
FOUT周期抖动均方根值
L（ F）
FOUT
FOUT单边带相位噪声
dBc的/赫兹
www.national.com
4
LMK03000/LMK03000C/LMK03001/LMK03001C
符号
参数
条件
CLKoutX_MUX
- 绕道
CLKoutX_MUX
=分
CLKoutX_DIV =
4
民
典型值
最大
单位
时钟分配部分
（注8）
- LVDS时钟输出（ CLKOUT0到CLKOUT2 ）
R
L
= 100 Ω
输入总线= 785
兆赫
带宽= 12 kHz的
到20 MHz
40
fs
150
抖动
添加
添加剂RMS抖动（注8 ）
t
SKEW
V
OD
ΔV
OD
V
OS
ΔV
OS
I
SA
I
SB
I
SAB
CLKoutX到CLKoutY
差分输出电压
变化的V震级
OD
为
互补输出国家
输出失调电压
变化的V震级
OS
为
互补输出国家
时钟输出短路电流
单端
时钟输出短路电流
迪FF erential
加载平等和相同的通道
CON组fi guration
R
L
= 100 Ω
R
L
= 100 Ω
R
L
= 100 Ω
R
L
= 100 Ω
R
L
= 100 Ω
接地短路单端输出
互补输出绑在一起
-30
250
-35
1.125
-35
-24
-12
±4
350
30
450
35
ps
mV
mV
V
mV
mA
mA
1.25
1.375
35
24
12
时钟分配部分
（注8）
- LVPECL时钟输出（ CLKOUT3到CLKout7 ）
R
L
= 100 Ω
输入总线= 785
兆赫
积分
带宽= 12 kHz的
到20 MHz
CLKoutX_MUX
- 绕道
CLKoutX_MUX
=分
CLKoutX_DIV =
4
-30
40
fs
150
抖动
添加
添加剂RMS抖动（注8 ）
t
SKEW
V
OH
V
OL
V
OD
V
IH
V
IL
I
IH
I
IL
V
OH
V
OL
V
IH
V
IL
I
IH
I
IL
CLKoutX到CLKoutY
加载平等和相同的通道
CON组fi guration
终止= 50
Ω
到Vcc - 2 V
±3
VCC -
0.98
30
ps
输出高电压
输出低电压
差分输出电压
数字LVTTL接口
（注9 ）
高电平输入电压
低电平输入电压
高层次的输入电流
低电平输入电流
高电平输出电压
低电平输出电压
高电平输入电压
低电平输入电压
高层次的输入电流
低电平输入电流
V
IH
= VCC
V
IL
= 0
-1.0
-1.0
V
IH
= VCC
V
IL
= 0
I
OH
= -500 A
I
OL
= -500 A
数字MICROWIRE接口
（注10 ）
1.6
-1.0
-1.0
VCC -
0.4
2.0
终止= 50
Ω
到Vcc - 2 V
660
V
V
965
VCC
0.8
1.0
1.0
mV
V
V
A
A
V
0.4
VCC
0.4
1.0
1.0
V
V
V
A
A
VCC -
1.8
810
5
www.national.com
ADC083000,ADC12DL080,ADC14155,
ADC14DS105,LMH6515,LMH6552,LMH6555,
LMK02000,LMK03001,LMX2531
选择放大器器，ADC和时钟，用于高性能的信号路径
文献编号： SNOA866
信道
设计师
提示，技巧，以及从模拟信号路径的专家技术
111号
专题文章............... 1-9
GHz的放大器器.................. 10
GSPS A / D转换器...... 11
选择放大器器，ADC和时钟
针对高性能信号路径
- 由迈克壶，首席应用工程师
odern通信和测量系统的设计是
在复杂性不断增加的最新的高性能proces-
理器和DSP实现新的信号处理技术。由于系统
对于速度和分辨率增加的要求，更能模拟 - 数字
转换器（ADC ）的出现，并且这些反过来需要较高性能的
模拟前端（AFE ） 。在许多系统中，模拟前端可以被认为是一个
关键限制因素，在整个系统的性能。应用，如
医用超声波，雷达，无线电频率Identi网络阳离子（ RFID ） ，以及
视频成像同样需要高性能的AFE 。 AFE设计
如今都面临着选择最佳的扩增fi er驱动的挑战
的ADC ，包括如何最大化信号通路的动态范围和
如何选择最佳的滤波器对于给定的应用程序。本文将针对
高速数据采集系统的设计中，其中包括一些
在由AFE创建整个系统的性能的限制因素，并
时钟驱动ADC 。
一个通用的AFE的信号路径，包括源（ VS ） ，低噪声放大器器
（LNA）， ADC驱动器，信道滤波器，取样时钟和ADC级是
所示
图1 。
R
S
V
S
LNA
ADC
司机
通道
滤波器
M
ADC
CLK
CLK
时钟
司机
图1.模拟前端信号通道
任何数据采集系统性能的关键措施是E FF ective
位数（ ENOB ）号决议，它提供了数量。该ENOB最大化
通过最小化由AFE的到各个阶段添加的噪声和失真
处理的信号。由一个特定的阶段添加的噪声的度量是噪声
因子F ，它是总输入参考级的输入的划分的噪声
由于前级的噪声。经常引用的噪声系数， NF ，是10日志F.
信道
设计师
选择放大器器，ADC和时钟，用于高性能的信号路径
无视滤波器，整体的级联噪声
如图是由Frii的公式给定的路径：
F
级联
= F
LNA
+
F
司机
- 1
G
LNA
+
F
ADC
- 1
G
LNA
×G下
司机
其中f
LNA
= LNA噪声系数
F
司机
=噪声驱动级的因素
F
ADC
= ADC的噪声系数
G
LNA
低噪声放大器的增益=
G
司机
驱动器级的增益=
各阶段之间的信号路径可以是单
端或二FF erential ，根据初始
信号源。用于与一个单端源
输出时，一个“单到二FF阶段”可用于创建
二FF erential驱动信号。迪FF erential信号通路
有更高的性能，但缺点包括
增加部件的数量，板
面积，成本，以及滤波器的复杂性。
数据采集系统的类型
采样数据系统可以被分成两个主要
类型。最简单的是将基带系统还
被称为“第一奈奎斯特区”制度。第二个
是更复杂的欠采样的系统中，往往
简称为带通，窄带，子采样，或
中频（IF ） -sampled系统。
基带系统的信号路径通常是直流
耦合而中频的带通的信号路径趋向于
AC耦合。在传统的第一奈奎斯特区
系统中， ADC的采样输入的采样率
f
S
，这是至少两倍的最高信号频率，
f
H
，存在于ADC输入（图
2a).
ADC驱动器的噪声由增益分
所述低噪声放大器，因此，它是最好的选择
最低的噪声LNA提供，并采取尽可能多的增益
尽可能在这个科幻RST阶段。由于该噪声
驱动器由低噪声放大器的增益划分，它变得不太
临界的整体噪声性能。事实上，在
进一步沿信号路径中，那么重要的
每级的噪声性能变。
在LNA之后积木是ADC驱动
阶段。在一个系统中，响应下降到信号处
为了避免输入频率以上的F走样
S
/2
0赫兹，直流耦合放大器器是唯一的选择，
回落到第一Nyquist区，如图
而交流耦合的系统中，变压器可以
图2b
ADC的输入通常带限
也可以使用。但是，变压器的限制
到第一奈奎斯特区通过一个低通信道滤波器。
操作和它们的频率范围可以具有差
迪FF erential输出平衡，这是非常重要的，当
驾驶迪FF erential输入的ADC 。
当提供增益，变压器
第一Nyquist区
第二Nyquist区
第三奈奎斯特频率区
第四奈奎斯特区域
5 Nyquist区
也乘源阻抗
由变压器驱动ADC
动态
匝数比的平方。这将减少
ADCRange
输入
输入
输入
输入
输入
图片
图片
图片
图片
信号
与形成的极点频率
有用信号
f
H
频率
ADC的输入电容，从而
2f
s
f
s
/2
f
s
3f
s
/2
BAND
降低了系统的带宽。连
图2a。第一奈奎斯特基带采样的地方（ fs>2fH ）
虽然放大器器可以添加更多
噪声比的变压器，它们具有
更好的增益平坦度，并能提供
第一Nyquist区
第二Nyquist区
第三奈奎斯特频率区
第四奈奎斯特区域
5 Nyquist区
的范围内所需的增益设置的
输入信号“别名”
通过支线图片
不需要的输人
带动
外部电阻。一个变压器的增益
支线支线
信号支线
图片
图片图片
ADC动态
输入
输入
输入
输入
输入
前者是通过实现的匝数不限
范围
图片
图片
信号
图片
图片
比。放大器器具有较低的输出
有用信号
频率
f
BAND
2f
s
f
s
/2
H
f
s
3f
s
/2
阻抗是不显着
一个FF通过增益的选择ected 。
图2b 。第一奈奎斯特采样，没有ADC的输入滤波器输入显示
推动>fs / 2混叠回第一Nyquist区干扰input< fs / 2的
大小
2
大小
信道
设计师
使用完整的ADC的动态范围，
确保任何不期望的，出带外
信号分量被过滤的网络连接到少
比ADC最不显着的位
（ LSB）的水平。这要求高阶
滤池获得苏FFI ciently急剧的滚
FF ，如果想要的和不想要的输入 -
信号分量接近太近
到f
S
/ 2（图
2c).
大小
第一Nyquist区
第二Nyquist区
第三奈奎斯特频率区
第四奈奎斯特区域
5 Nyquist区
ADC动态
范围
低通滤波器在
ADC输入
不需要的输人
信号支线
输入
信号
有用信号
BAND
输入
图片
输入
图片
输入
图片
输入
图片
f
s
/2
f
H
f
s
3f
s
/2
2f
s
频率
图2c 。用低通滤波器第一奈奎斯特基带采样
大小
一种解决方案是提高ADC
第一Nyquist区
第二Nyquist区
采样率和过采样输入
低通滤波器在
ADC输入
信号。这种传播的奈奎斯特频率区
不需要的输人
输入信号支线
信号支线
ADC动态
输入
输入
输入
通过滤波器衰减
进一步在频率和放松
范围
图片
图片
信号
该通道 - 滤波器设计（图
2d).
有用信号
频率
f
H
f
s
/2
BAND
2f
s
高速基带采样是
在许多测试和测量发现
图2d 。第一奈奎斯特基带>2x过采样与“宽松”
需要数据转换应用
低通滤波器的要求
从DC到GHz 。
一个欠采样系统使用一个
ADC采用了全功率带宽
大于f要高得多
S
/ 2 。例如，它
不寻常的ND科幻1GHz的输入
带宽在100MHz的采样
ADC。这允许一个窄带IN-
表决集中在一个频率>f
S
/ 2为
欠采样的速率低得多的
比常规的奈奎斯特F
S
率，
和别名或“折叠”回落到
第一Nyquist区。这示于
图3a
其中，信号A的期望
信号被转换。
大小
1st
奈奎斯特
区
2nd
奈奎斯特
区
3rd
4th
奈奎斯特奈奎斯特
区
区
5th
奈奎斯特
区
6th
奈奎斯特
区
7th
奈奎斯特
区
8th
奈奎斯特
区
9th
奈奎斯特
区
10th
奈奎斯特
区
11th
奈奎斯特
区
12th
奈奎斯特
区
别号
A的
图片
A的
图片
A的
图片
A的
图片
A的
图片
A的
通缉
输入
图像信号的图像
A的
A的
A
图片图片
A的
A的
图片
A的
图片
A的
f
s
2f
s
3f
s
4f
s
5f
s
频率
图3a。诚征信号A >fs欠采样从第8 Nyquist区
回到第一Nyquist区
1st
奈奎斯特
区
2nd
奈奎斯特
区
3rd
4th
奈奎斯特奈奎斯特
区
区
5th
奈奎斯特
区
6th
奈奎斯特
区
7th
奈奎斯特
区
8th
奈奎斯特
区
9th
奈奎斯特
区
10th
奈奎斯特
区
11th
奈奎斯特
区
12th
奈奎斯特
区
大小
B的
B的
B的
B的
B的
在更高的输入频率，将
ADC的输入级变slew-
率有限。为了达到最佳的失真
频率
f
s
2f
s
3f
s
4f
s
5f
s
来自ADC的性能，它是
建议保持中心
图3b 。如果不带通滤波器不需要的信号B允许它混叠
到第一奈奎斯特区和干扰有用信号A的恢复
的欠采样频率
信号到不超过10 ％至30％
ADC的满功率带宽的视
其他混叠的成分。带通滤波器是用来
ADC的性能。
从删除所有干扰频率和噪声
ADC输入否则可能混叠到
在一个欠采样系统中，信道滤波器是
基带与有用信号。
图3b
节目
要保证所需的信号是最佳
第二个不想要的信号B折叠的电子FF学分
回收在基带，并从所有的分离
从7 Nyquist区干扰回来
B的别名
Inteferes
用别名
A的
图片图片
B的
B的
图片图片
B的
B的
通缉
输入
信号
不需要的
A
信号B
图片图片图片
图片图片
signalpath.national.com/designer
3
信道
设计师
选择放大器器，ADC和时钟，用于高性能的信号路径
采样时钟注意事项
在ADC时钟的时钟抖动
另一个关键因子FF阿拉斯的
别号
采样系统的信号 - 噪声
A的
比（SNR） 。在高输入信号
频率下， ADC的SNR
频率
从熟悉的quantiza-出发
f
s
2f
s
3f
s
4f
s
5f
s
化噪声受限的6.02N的水平
图3c 。不想要的信号B的混叠B阻止了大约一个带通滤波器
+ 1.76分贝（其中n =比特数）
到的抖动噪声限制的电平
信号A和防止恢复基带。
图3c
-20 X日志（ 2π X F
信号
X TJ
RMS
).
显示了所需的带通滤波器。
变量f
信号
是最高的输入信号 -
频率分量转换由ADC 。
经常在一个欠采样系统中，信号
变量TJ
RMS
是在上述总均方根时钟抖动
感兴趣的带宽是过采样的，如一个
秒，由所有的根之方给出
100 MSPS采样5MHz的带宽信号，
从迪FF erent均方根时间抖动成分
和后连接过滤的数字化，提高了动态
时钟路径中的阶段，包括：时钟源，
范围的系统。获得噪声处理增益
时钟蒲式耳FF器中，并且在内部时钟电路
的事实， ADC的输入参考噪声
该ADC。
扩展到整个第一奈奎斯特区从零到
f
S
/ 2 。通过限制输入带宽小于
例如，得到74分贝的信噪比性能
f
S
/ 2 ，噪声在ADC的输入减少，
300 MHz的要求在时钟的总均方根抖动
给提高动态范围和分辨率。该
路径包括ADC为小于105毫
追加的处理增益由下式给出：
秒（ FS ） RMS。美国国家半导体的最新的高样品 -
率转换器是特定网络版与2 V
P-P
迪FF erential
处理增益= 10日志[ （ FS / 2 ） / BW ]分贝
时钟的抖动降到最低并最大限度地提高信噪比。这是
其中BW是后置过滤的音响信号的带宽。为
重要驱动这些输入与低抖动时钟。
f
S
= 100 MSPS和BW = 5兆赫，这相当于
例如，一个70飞秒，外部时钟路径抖动的COM
到10dB的处理增益。为了最大限度地提高流程 -
软硬件就可以为一个70的FS ，内部ADC时钟抖动传递
其增益，过采样的信号的带宽
100 fs的抖动总额（合并在RSS的方式） 。国
最高的可能的采样率，和后处理，该
针对FF器家族的低抖动时钟组件
最窄-可能信号带宽。
在本申请中。
1st
奈奎斯特
区
2nd
奈奎斯特
区
3rd
4th
奈奎斯特奈奎斯特
区
区
5th
奈奎斯特
区
6th
奈奎斯特
区
7th
奈奎斯特
区
8th
奈奎斯特
区
9th
奈奎斯特
区
10th
奈奎斯特
区
11th
奈奎斯特
区
12th
奈奎斯特
区
大小
通缉
输入
信号
不需要的
A
信号B
通
滤波器
欠采样被用在许多现代无线
和雷达系统，其中一个单一的，模拟混频器
级的RF信号下变频为IF信号
其中，带通滤波网络后，被化名为数字
基带，其中所述网络连接最终信号被提取
进一步的数字处理。这降低了数
的模拟混频器和滤波器的阶段。欠采样
输入信号相当于基带模数转换器
加上IF下变频混频器。的缺点
欠采样是在较高频率perfor-
从放大器器和ADC所需的曼斯，更
在ADC时钟严格的抖动要求，
和DSP处理的要求。
ADC输入级
当选择放大器器来驱动高速
的ADC ，了解负载，重要的是
该放大器器进行驱动。内部前
一个unbu FF ERED ADC的结束通常由一个
通过样品的分析采样输入网络控制
和保持该命令的输入时钟信号
网络要么采样施加的输入信号或
保持为转换输入状态（图
4).
该输入网络呈现出不断变化的电容
加载的驱动级，因为它反复转换
采样和保持之间，引起短暂charg-
荷兰国际集团的尖峰ADC输入，这是更加严重
4
QQ：2880707522 复制
