探秘LTC6948：超低噪声与杂散分数N合成器的开发之旅

在电子设计的领域中，频率合成器是实现精确频率控制和信号生成的关键组件。今天，我们将深入探讨一款引人注目的超低噪声与杂散分数N合成器——LTC6948，以及与之配套的演示电路DC1959A。

文件下载：DC1959A-A.pdf

1. LTC6948与DC1959A概述

LTC6948是一款集成了VCO（压控振荡器）的超低噪声与杂散分数N合成器。演示电路DC1959A则为评估LTC6948的性能提供了一个便捷的平台。DC1959A有四种选项，分别对应LTC6948的不同版本，具体信息如下表所示：	组装版本	部件编号	VCO频率范围 (GHz)	输出分频器设置
DC1959A - A	LTC6948IUFD - 1	2.240 至 3.740	整数 1 至 6
DC1959A - B	LTC6948IUFD - 2	3.080 至 4.910	整数 1 至 6
DC1959A - C	LTC6948IUFD - 3	3.840 至 5.790	整数 1 至 6
DC1959A - D	LTC6948IUFD - 4	4.200 至 6.390	整数 1 至 6

DC1959A提供了50Ω SMA连接器，用于参考频率输入fREF（REF + IN）和差分RF输出（RF + 和RF–）。同时，它通过DC590 USB串行控制器板与LTC6948进行SPI通信，并由FracNWizard™软件进行控制。设计文件可在http://www.linear.com/demo/DC1959A获取。

2. 快速启动流程

2.1 DC590配置

首先，我们需要对DC590进行配置。将DC590的跳线设置如下（参考图2）：

• JP4: EE – 必须置于EN位置。
• JP5: ISO – 选择ON。
• JP5: SW – 选择ON。
• JP6: VCCIO – 选择3.3V，这将SPI端口设置为3.3V操作。 然后，使用附带的USB电缆将DC590连接到计算机的USB端口。

2.2 FracNWizard安装

FracNWizard软件用于与LTC6948合成器进行通信，它借助DC590在USB和SPI兼容的串行通信格式之间进行转换，还具备高级PLL设计和仿真功能。其系统要求如下：

• Windows操作系统：Windows XP、Windows 2003 Server、Windows Vista、Windows 7
• Microsoft .NET 3.5 SP1或更高版本
• Windows Installer 3.1或更高版本
• Linear Technology的DC590硬件

可在www.linear.com/FracNWizard下载FracNWizard安装文件，运行安装文件并按照屏幕上的说明进行操作，安装过程会验证和/或安装Microsoft .NET并安装FracNWizard。若需要了解软件操作，可参考帮助菜单。

2.3 DC1959A配置

1. 使用SMA连接器将100MHz参考频率源连接到REF + IN（J1处），并将信号分析仪连接到RF + 和/或RF–（J5和/或J4处）。务必用50Ω终端终止任何未使用的RF输出，否则可能导致杂散性能不佳。
2. 选择MUTE跳线设置：JP1: GND/3.3V – MUTE位置。选择GND可静音RF输出，选择3.3V可取消静音。
3. 将GND、3.3V和5V香蕉插头连接到电源并供电。
4. 使用提供的带状电缆将DC590连接到DC1959A。
5. 运行FracNWizard应用程序。
6. 在FracNWizard中，点击“File -> Load Settings”，根据要评估的LTC6948选项，例如评估LTC6948 - 1时，指向LTC6948 - 1_100MHz.fracnset文件。此时，DC1959A上的红色LED应亮起，表示环路已锁定，输出频率为907MHz。

3. 故障排除

如果红色LED未亮起，可按以下步骤操作：

1. 验证是否能够与DC1959A通信。FracNWizard底部的状态行应显示“LTC6948”和“Comm Enabled”（如图3所示）。若未显示，可参考FracNWizard的故障排除和帮助文档。
2. 验证3.3V和5V电源电压是否正确，以及参考频率是否已应用到REF + IN SMA输入。

如果红色LED亮起但无法检测到RF输出，请确保跳线JP1处于3.3V位置。若问题仍未解决，可在FracNWizard中运行“Help -> Troubleshoot”。

4. DC1959A重新配置

借助FracNWizard，我们可以重新设计DC1959A的频率计划。通过重新安装图1中所示的环路滤波器组件，可更改使用FracNWizard找到的环路滤波器。

5. 典型要求与特性

DC1959A的典型要求和特性如下表所示：	参数	输入或输出	物理位置	详细信息
3.3V电源	输入	J6和J7香蕉插头	低噪声、无杂散的3.3V，130mA
5V电源	输入	J8和J9香蕉插头	低噪声、无杂散的5V，33mA
REF + IN，参考频率	输入	J1 SMA连接器	低噪声100MHz*，6dBm至10dBm，50Ω负载，见下方注释
RF + 和RF–	两个输出	J4和J5 SMA连接器**	频率：907MHz*，功率：0dBm，频率范围：取决于LTC6948设备版本 – 参考表1
环路带宽	–	由环路滤波器组件值设置	约160kHz*，取决于DC1959A版本

注释：建议使用低噪声100MHz参考频率，如Wenzel 501 - 04516D OCXO。若使用不同频率，需在FracNWizard的“System”选项卡下更新Fref和R_DIV框，以确保Fpfd仍为50MHz。例如，若使用250MHz时钟，应将Fref更改为250MHz，R_DIV更改为5。若参考频率和/或功率与上表推荐值不同，可能需要更改FracNWizard“System”选项卡下的Ref BST和FILT。更多信息可在LTC6948数据手册中查找。

6. PCB布局

DC1959A的顶层金属层展示了LTC6948良好的PCB布局示例，合理的PCB布局对于降低噪声和杂散至关重要，大家在设计时可以参考这种布局方式，思考如何优化自己的电路布局。

7. 零件清单

文档提供了DC1959A不同版本所需的详细零件清单，包括电容、电阻、电感、IC等各种组件，这为我们进行电路组装和调试提供了明确的指导。大家在采购零件时，一定要严格按照清单要求选择合适的型号和参数，避免因零件问题影响电路性能。

8. 重要注意事项

Linear Technology Corporation提供的演示板仅用于工程开发或评估目的，并非用于商业用途。该演示板可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不够完善，可能不满足欧盟电磁兼容性指令或其他法规的技术要求。

如果评估套件不符合演示板手册中规定的规格，可在交付日期起30天内退还以获得全额退款。用户需承担货物正确和安全处理的所有责任和义务，并免除Linear Technology Corporation因货物处理或使用而产生的所有索赔。由于产品的开放式结构，用户有责任采取适当的静电放电预防措施。此外，产品可能未通过监管合规或机构认证（如FCC、UL、CE等）。

总之，LTC6948和DC1959A为我们提供了一个强大的频率合成解决方案。通过本文的介绍，相信大家对如何使用DC1959A评估LTC6948的性能有了更清晰的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求对电路进行调整和优化，充分发挥LTC6948的优势。你在使用类似频率合成器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。