LTC6957系列：低相位噪声的双输出缓冲器/驱动器/逻辑转换器

在电子设计领域，低相位噪声的时钟缓冲器对于许多应用来说至关重要。LTC6957-1/LTC6957-2/LTC6957-3/LTC6957-4系列产品就是这样一类能够满足低相位噪声需求的双输出AC信号缓冲器/驱动器/逻辑电平转换器。下面，我们就来详细了解一下这些产品。

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产品概述

LTC6957系列产品具有极低的相位噪声，适用于各种对相位噪声要求苛刻的应用场景。它可以处理正弦波或逻辑电平（≤2 V_{P - P}）输入信号，有四种不同的成员，分别提供不同类型的输出逻辑信号：

• LTC6957-1：LVPECL逻辑输出
• LTC6957-2：LVDS逻辑输出
• LTC6957-3：CMOS逻辑，同相输出
• LTC6957-4：CMOS逻辑，互补输出

产品特性

低相位噪声

该系列产品的一大亮点就是低相位噪声。以LTC6957-1为例，其附加抖动仅为45fs RMS，在频率范围高达300MHz的情况下，仍能保持出色的相位噪声性能。

多种逻辑输出类型

提供LVPECL、LVDS和CMOS三种逻辑输出类型，满足不同应用的需求。

低偏斜

典型偏斜仅为3ps，确保信号传输的准确性和稳定性。

宽温度范围

在 -40°C 至 125°C 的温度范围内都能完全正常工作，具有良好的温度适应性。

小封装

提供12引脚MSOP和3mm × 3mm DFN封装，节省电路板空间。

电气特性

输入特性

• 输入频率范围：所有型号的输入频率范围均可达到300MHz。
• 输入信号电平范围：单端输入信号电平范围为0.2 - 2 V{P - P}，差分输入信号电平范围同样为0.2 - 2 V{P - P}。
• 最小输入脉冲宽度：高或低电平的最小输入脉冲宽度为0.5ns（LTC6957-1和LTC6957-2）或0.6ns（LTC6957-3/LTC6957-4）。

输出特性

不同型号的输出特性有所不同，以LTC6957-1为例：

• 输出高电压：LTC6957I为V + – 1.22 V至V + – 0.93 V，LTC6957H为V + – 1.22 V至V + – 0.87 V。
• 输出低电压：LTC6957I为V + – 2.1 V至V + – 1.67 V，LTC6957H为V + – 2.1 V至V + – 1.62 V。
• 输出差分电压：±660 - ±965mV。
• 输出上升时间：180ps。
• 输出下降时间：160ps。

电源特性

• 电源电压范围：V + 工作电源电压范围为3.15 - 3.45V。
• 电源电流：不同输出状态下的电源电流有所不同，例如，两个输出均使能时，LTC6957-1的电源电流典型值为18mA（包含输出负载）。

应用信息

输入接口

输入级设计用于低噪声和易于与正弦波和小幅度信号接口。对于单端应用，未使用的输入必须连接到低AC阻抗，通常通过接地电容实现。不同类型的输入信号（如LVPECL、CML、LVDS和CMOS）与LTC6957的接口方式各有特点：

• LVPECL输入：可以采用单端或差分方式连接，使用电容进行AC耦合，同时需要适当的终端电阻来匹配阻抗。
• CML输入：差分信号需要AC耦合，单端信号则需要注意参考电压的设置。
• LVDS输入：需要差分终端电阻，并进行AC耦合。
• CMOS输入：最好采用差分驱动，如果是单端信号，需要注意信号的终止和反射问题，避免影响相位噪声性能。

输入滤波

LTC6957具有输入滤波功能，提供三种窄带设置和全带宽限制。根据输入信号的时钟频率、幅度和波形形状，选择合适的滤波设置可以显著降低相位噪声。例如，对于慢 slew 信号（<100MHz正弦波信号），使用适当的滤波设置可以获得更低的相位噪声。

输出特性

不同型号的输出特性有所不同，在使用时需要注意：

• LVPECL输出：需要外部提供终端和偏置，在关机和唤醒过程中，输出可能需要一定时间才能达到指定的输出电平。
• LVDS输出：符合TIA/EIA - 644 - A标准，但在关机和唤醒过程中，输出的共模电压可能需要较长时间才能稳定。
• CMOS输出：可以驱动容性负载，但负载电容过大会导致上升和下降时间变差。在关机时，LTC6957-3的输出均为低电平，LTC6957-4的OUT1为低电平，OUT2为高电平。

低相位噪声设计考虑

在设计低相位噪声系统时，需要注意以下几点：

• 时钟信号的处理：时钟信号应被视为模拟信号，避免通过具有多个频率活动的大型FPGA、与数字数据线一起布线或通过具有零延迟或可编程偏斜等功能的时钟扇出设备。
• PCB布线：时钟信号的PCB布线应远离数字痕迹，采用屏蔽措施，如接地平面或相邻痕迹。
• 电源供应：确保电源供应的稳定性，避免电源噪声对时钟信号的影响。

典型应用

晶体振荡器

使用LTC6957-3与晶体振荡器结合，可以实现低相位噪声的时钟信号输出。在10MHz晶体振荡器的应用中，测量得到的相位噪声在不同偏移频率下表现出色，如在10kHz偏移时为 - 154.84dBc/Hz，在100kHz偏移时为 - 157.58dBc/Hz。

10MHz频率参考输入级

以LTC6957-3为例，通过合理的电路设计，可以实现双CMOS输出的10MHz频率参考输入级。不同的输入滤波设置会影响附加相位噪声，用户可以根据实际需求选择最佳的滤波设置。

总结

LTC6957系列产品以其低相位噪声、多种逻辑输出类型和良好的温度适应性，为电子工程师在时钟信号处理和逻辑转换方面提供了优秀的解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择型号和设置参数，同时注意输入输出接口、电源供应和PCB布线等方面的设计，以充分发挥该系列产品的性能优势。你在使用LTC6957系列产品时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。