max2607评估板的差分输出电压可以通过差分探头检测,但是,考虑到电路板的寄生参数和探头的输入电容,利用无源上拉,测量摆幅只有320mvp-p。本文所采用的方案利用上拉电感与输出电容谐振,使用差分探头在频谱分析仪上进行测量时,可以得到2400mvp-p的差分vout。本文详细说明了电路板的修改和理论计算。
测试设备
频谱分析仪—agilent technologies 8562ec
差分探头—tektronix® p6248
探头电源—tektronix 1103
电源
max2607评估板
装置与测试条件
测试装置如图1所示,max2607的差分输出(out+和out−)连接到差分探头的两个输入引脚,其它端连接到探头电源,将外部电源提供给探头。探头电源输出与频谱分析仪连接,测试条件如下:
vcc = 3v
输出频率 = 197mhz
vtune = 0.4-2.4v (本例中,已选择外部电感,lf,使vtune近似在其调谐范围的中点)
差分探头设置为1:1衰减。
频谱分析仪设置
幅度单位:伏特
中心频率:197mhz
间隔:1mhz
带宽分辨率:10khz
图1. 测试装置
输入、输出网络及其测量
图2. 典型工作电路
初始元件值(参考图2):
调节l3,当vtune接近其调谐范围中点时能够得到197mhz的输出频率。对应的电感值为100nh。
c1 = c4 = 1000pf
c2 = c3 = 330pf
z = r2 = r3 = 1100kω
差分输出送入差分探头的输入端,输入阻抗为400kω与1pf电容并联,相当于单端2pf电容。这样,可以认为rload是2pf电容(cload),电抗为-j400。此外,还须考虑电路的寄生电容。电路如图2所示,测量差分电压为320mvp-p。等效于在2pf负载电容上得到单端160mvp-p输出,流过负载的电流iload为0.4ma,如图3所示。
图3. 输出谐振电路
利用上述结果,寄生电容cp近似为2.87pf。电容与1kω电阻并联后,实部阻抗大约为270ω。
利用分流公式:
因此,cp的计算是正确的。
通过上述分析,为了提高差分电压vout,需要使用上拉电感,并使其与cp和cload并联电容谐振,可以计算出该电感值为:
因此,l = 130nh。最接近的标准电感为120nh。
最终电路和结果
参考图1:
调节l3,当vtune接近其调谐范围中点时能够得到197mhz的输出频率。对应的电感值为100nh。
c1 = c4 = 1000pf
c2 = c3 = 330pf
z = l4 = l5 =120nh
r3 = r4 = 开路
结果
vcc = 3v, idc = 2ma, vtune = 1.4v
输出频率 = 197mhz
差分输出电压 = 860mvrms = 2400mvp-p
注:如果应用中采用的差分探头与上述示例不同,那么,产生谐振的电感值l也不同。用所使用探头的输入电容替代上述式1中的cload,重新计算l。同样,当max2607用来驱动lvds缓冲器时,cload需要用缓冲器的输入电容替代,并重新计算l。
结论
max2607评估板经过修改后可以提高差分输出信号的幅度,使用上拉电感替代无源上拉,与探头输入电容和电路板寄生电容谐振。修改后的方案可以提供2400mvp-p的差分输出vout,这个结果实利用差分探头在频谱分析仪上测试得到的。
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