嵌入式系统/ARM技术中的LMK04000系列产品的相位噪声性能测试

1.0 前言 　　编写本应用笔记的目的，是为了表现LMK04000系列精 密时钟去抖电路的时钟信号的相位噪声和抖动测量结果， 展示时钟信号输出端的相位噪声与VCXO相位噪声之间的关 系。由于采用了级联的双重PLL架构，LMK04000系列提供 了出色的信号抖动清除功能。图1示出了一个双PLL架构的框 图。该图还画出了一个时钟分配电路，该电路接续在VCO输 出之后。 　　第一个PLL采用了很窄的环路带宽，以便让外接的VCXO 的频率锁定到输入的参考时钟信号上。极窄的环路带宽可以 抑制参考时钟信号中的大部分相位噪声，使得VCXO的相位 噪声成为主要的噪声分量。频率被锁定后的VCXO作为基准 时 嵌入式系统中的时钟信号质量对于系统的稳定性和性能至关重要，特别是在ARM技术的应用中，高精度的时钟源是确保处理器高效运行的关键因素之一。TI的LMK04000系列精密时钟去抖电路就是针对这一需求设计的，它具有卓越的相位噪声性能和信号抖动清除能力。 LMK04000系列采用了级联的双重锁相环（PLL）架构，这是提高时钟信号纯净度的一种有效方法。锁相环是电子系统中用于频率合成和频率跟踪的重要组件，通过调整自身的频率来跟踪外部参考信号。在这个双重PLL架构中，第一个PLL配置有非常窄的环路带宽，它的作用是使外部电压控制振荡器（VCXO）的频率精确地锁定在输入的参考时钟信号上。窄带宽能够过滤掉参考时钟中的大部分相位噪声，从而使VCXO的相位噪声成为主要的噪声来源。 当VCXO被锁定后，其稳定的频率被用作第二个PLL的基准时钟输入。第二个PLL具有相对较大的环路带宽，目的是让其内部的VCO（电压控制振荡器）也能锁定在VCXO的频率上。这种设计允许VCO对更高频率范围内的噪声进行调整，而输出的相位噪声则由VCO的相位噪声和输出分频器及驱动器共同决定。通过这种方式，LMK04000系列能够有效地抑制来自多个源的相位噪声，提供干净的时钟信号。 相位噪声是衡量时钟信号质量的重要指标，它描述了时钟信号相对于理想正弦波的随机波动程度。低相位噪声意味着时钟信号更稳定，这对于高速数字系统和通信系统来说尤其重要，因为这些系统对时间同步的要求非常高。LMK04000系列的相位噪声性能测试旨在展示其在实际应用中如何有效地降低总相位噪声，从而提高系统的整体性能。 总的相位噪声可以通过下面的公式表示，它是基准时钟噪声、PLL噪声和VCO噪声的加权组合。通过优化每个组件的噪声特性，整个系统的相位噪声可以得到显著改善。对于嵌入式系统设计者来说，理解这个过程并选择具有优秀相位噪声性能的时钟源，如LMK04000系列，对于提升系统的可靠性和稳定性至关重要。 为了深入了解LMK04000系列产品的相位噪声性能，可以下载提供的PDF资料“LMK04000系列产品的相位噪声性能测试.pdf”，其中包含了详细的测试结果和分析，这对于嵌入式系统和ARM技术的开发者来说是一份宝贵的技术参考资料。