LTC6954：低相位噪声三输出时钟分配分频器/驱动器评估指南

在电子设计领域，时钟分配分频器/驱动器的性能对于系统的稳定性和可靠性至关重要。今天我们要介绍的是Linear Technology的LTC6954低相位噪声三输出时钟分配分频器/驱动器，以及与之配套的演示电路DC1954A。

文件下载：DC1954A-B.pdf

一、DC1954A概述

DC1954A演示电路以LTC6954为核心，它具有低相位噪声的特性，能够为系统提供稳定的时钟信号。DC1954A有四种选项，分别对应LTC6954的不同版本，具体如下表所示：	组装版本	U1 部件编号	OUT0+/–	OUT1+/–	OUT2+/–
DC1954A - A	LTC6954IUFF - 1	LVPECL	LVPECL	LVPECL
DC1954A - B	LTC6954IUFF - 2	LVPECL	LVPECL	LVDS/CMOS
DC1954A - C	LTC6954IUFF - 3	LVPECL	LVDS/CMOS	LVDS/CMOS
DC1954A - D	LTC6954IUFF - 4	LVDS/CMOS	LVDS/CMOS	LVDS/CMOS

DC1954A的LVPECL输出采用交流耦合50Ω传输线，适合驱动50Ω阻抗仪器；LVDS/CMOS输出则采用100Ω差分电阻端接并直流耦合。所有差分输入和输出都配备0.5英寸间距的SMA连接器，LTC6954的EZSync™功能可通过转塔和SMA连接器实现。同时，使用DC590 USB串行控制器板与LTC6954进行SPI通信，由配套的LTC6954_GUI软件控制。该电路板的设计文件可在http://www.linear.com/demo/DC1954A获取。

二、快速启动步骤

1. DC590配置

将DC590跳线设置在以下位置（参考图2）：

• JP4：EE必须置于EN位置。
• JP5：选择ISO ON。
• JP5：选择SW ON。
• JP6：选择VCCIO 3.3V或5V，推荐3.3V操作，此设置将SPI端口设置为相应的电压操作。 使用附带的USB电缆将DC590连接到计算机的USB端口。

2. LTC6954_GUI安装

LTC6954_GUI软件用于与LTC6954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。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

从www.linear.com/LTC6954_GUI下载LTC6954_GUI安装文件，运行安装文件并按照屏幕上的说明进行操作，安装程序将验证和/或安装Microsoft .NET并安装LTC6954_GUI。

3. DC1954A配置

1. 将GND和V + 3.15V - 3.45V转塔连接到电源并供电（参考图1和典型DC1954A要求和特性表）。
2. 使用提供的带状电缆将DC590连接到DC1954A。
3. 运行LTC6954_GUI应用程序。
4. 在LTC6954_GUI中，点击“File -> Load Settings”并指向LTC6954.6954set文件。
5. 在LTC6954_GUI中，选择“Read All”按钮，这将更新GUI以显示正确的部件编号和相关输出类型。
6. 将低相位噪声（或抖动）单端或差分信号连接到IN + (J8)和/或IN - (J9)，参考LTC6954数据手册以获取可接受的输入频率和幅度。
7. 在LTC6954_GUI中，将Fin更新为步骤6中输入信号的频率，这将更新LTC6954_GUI以显示正确的输出频率。
8. 参考典型DC1954A要求和特性表确定所需的OUTxSEL电平，并相应设置JP1、JP2和JP3。
9. 将所需的输出（OUT0、OUT1、OUT2）连接到测试仪器或其他演示板以评估性能。注意，LVDS/CMOS输出是直流耦合的，确保电平不超过测试设备的输入电平。
10. 为了同步输出，向SYNC SMA提供1ms或更长的高脉冲以利用EZSync功能。

同时，务必关闭未使用的RF输出电源或用50Ω端接，否则可能导致杂散性能不佳。

三、故障排除

如果电路板未按预期工作，可按以下步骤进行排查：

1. 验证是否能够与DC1954A通信，LTC6954_GUI底部状态行应显示“LTC6954”和“Comm Enabled”。
2. 验证V + 3.15V - 3.45V转塔的电压是否正确（参考典型DC1954A要求和特性表）。
3. 确保JP1、JP2和JP3设置在所需位置。
4. 如果输出类型为LVPECL且输出为交流耦合，OUTxSEL必须为高以确保正确的信号摆幅。
5. 如果输出类型为LVDS，输出必须交流耦合到单端50Ω输入测试设备，并且未连接的输出必须交流耦合到接地的50Ω负载以提供平衡的输出负载。如果LVCSx位为低，由于演示板上现有的100Ω端接，仪器处的信号幅度将约为数据手册值的一半。
6. 如果输出为CMOS，连接到测试设备的50Ω输入时必须包含一个200Ω的串联电阻以限制输出电流，此时仪器处的信号摆幅约为数据手册值的20％。

若问题仍然存在，可联系厂家进行进一步的故障排除。

四、DC1954A重新配置

1. LVPECL输出选项

DC1954A的LVPECL输出为交流耦合，需要内部偏置（OUTxSEL = H）和默认端接网络。DC1954A提供下拉、串联和差分端接电阻选项，以适应数据手册中描述的其他LVPECL端接网络。

2. LVDS/CMOS输出选项

LVDS/CMOS输出为直流耦合，默认情况下板上有一个100Ω差分电阻端接。DC1954A同样提供下拉、串联和差分端接电阻选项，以适应数据手册中描述的其他LVDS/CMOS端接网络。

3. 输入选项

输入默认具有一个接地的50Ω端接电阻并采用交流耦合。DC1954A提供下拉、上拉和差分端接电阻选项，以适应数据手册中描述的其他输入端接网络。

4. 时钟跟随器输入网络

当将DC1954A用作时钟跟随器时，EZSync要求在SYNC引脚为高时将LTC6954输入置于低电平状态。为满足此要求，需要对DC1954A进行修改以支持直流耦合，更多详细信息可参考EZSync功能部分和数据手册。

5. EZSync功能

向SYNC SMA连接器施加1ms或更长的高脉冲以利用EZSync功能，参考LTC6954数据手册获取SYNC时序和电平要求。

五、部件清单

DC1954A的部件清单包含了各种电容、电阻、连接器、集成电路等元件，不同版本的DC1954A在部分元件上存在差异，具体可参考文档中的详细列表。

六、重要注意事项

Linear Technology提供的此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/或制造相关的保护考虑方面不完整，可能不符合欧盟电磁兼容性指令或其他法规的技术要求。用户在使用时需承担妥善和安全处理产品的全部责任和义务，注意静电放电防护，并且该产品可能未通过相关监管认证（如FCC、UL、CE等）。

总之，LTC6954和DC1954A为工程师提供了一个优秀的时钟分配解决方案，通过正确的配置和使用，可以为系统带来稳定可靠的时钟信号。大家在实际应用中是否遇到过类似时钟分配器的问题呢？欢迎在评论区分享交流。