04.10.2014
Просматривая различные варианты реализации опорного генератора или генератора «подставки» увидел информацию о микросхеме PL602-04 от компании Micrel (старое название PLL602-04 от компании PhaseLink). Микросхема PLL602-04 представляет собой малошумящий кварцевый генератор с умножителем частоты на 8 на основе ФАПЧ.
Данное решение привлекало своими неплохими заявленными параметрами и минимумом требуемых внешних элементов.
Основные параметры PL602-04:
- частота выходного сигнала от 96 до 200 МГц
- частота кварцевого резонатора от 12 до 25 МГц
- коэффициент умножения частоты кварцевого генератора — 8
- низкий фазовый шум выходного сигнала -125 дБн/Гц при расстройке 10 кГц
- внешние конденсаторы для кварцевого генератора не требуются
- низкий джиттер — 4 пс (RMS)
- питание 3.3В (макс. 4.6В)
- потребляемый ток — 16 мА
- два типа корпусов: SOIC8 и TSSOP8
Структурная схема
Рис.1. Структурная схема микросхемы PL602-04
Назначение выводов:
Рис.2. Назначение выводов микросхемы PL602-04
- вывод 1 — CLK — выходной сигнал
- вывод 2 — VDD — плюс питания +3.3В
- вывод 3 — OE — вход разрешения работы выходного усилителя. Выходного сигнала нет при низком сигнале «OE». Подтянут внутренним резистором к логической «1» для разрешения выхода
- вывод 4 — вход для подключения кварцевого резонатора
- вывод 5 — выход для подключения кварцевого резонатора
- вывод 6 — не используется
- вывод 7 — общий
- вывод 8 — общий
Для проведения измерений была собрана следующая нехитрая схема:
Рис.3. В измерительной схеме используется кварцевый резонатор на 20500 кГц.
При проведении измерений между измерительной схемой и анализатором спектра был включен аттенюатор 10 дБ.
Выходная мощность сигнала на выводе CLK составила +10 дБм.
Рис.4. Выходной спектр сигнала на частоте 20.5 x 8 = 164 МГц в полосе 100 МГц
Рис.5. Выходной спектр сигнала на частоте 164 МГц в полосе 300 МГц.
Побочные продукты подавлены более чем на 50 дБ от уровня несущей.
Рис.6. Фазовый шум на частоте 164 МГц составил — 125 дБн/Гц при отстройке 10 кГц
Следует учитывать следующие моменты:
- нагрузочная емкость кварцевого резонатора 20 пФ
- существуют микросхемы PL602-04 в версии High Drive, обеспечивающие выходной ток не менее 30 мА, и имеющие в названии букву «H», например PL602-04 HXC
- для корпуса SOIC8 названия микросхем должны иметь букву S в суффиксе, например, PL602-04SC или PL602-04HSC
Что понравилось:
- достаточно высокая выходная мощность +10 дБм
- низкий уровень фазовых шумов -125 дБн/Гц при расстройке 10 кГц
- малое количество требуемых внешних элементов схемы
- низкий (менее -50 дБн) уровень побочных продуктов в выходном сигнале (кратный частоте кварцевого резонатора), который может быть улучшен установкой дополнительного полосового фильтра
- возможность очень компактной по площади реализации опорного генератора
- высокая повторяемость
- отсутствие необходимости настройки
- доступность на складах и eBay
- не высокая цена (примерно 4.5 USD при штучном количестве)
Что не понравилось:
- отсутствие возможности изменения параметров пропорционально-интегрирующего фильтра ФАПЧ привело к несколько «неправильному» спектру фазового шума. Уровень фазового шума при отстройке 10 кГц составляет -125 дБн/Гц, а затем вместо уменьшения уровня принимает следующие значения:
- -116 дБн/Гц при 100 кГц расстройки
- — 114 дБн/Гц при 1 МГц расстройки
- -132 дБн/Гц при 10 МГц расстройки.
Что планируется еще проверить:
- Работу с внешними источниками опорного сигнала вместо кварцевого генератора
Ссылки: