绪论
随着实验室时频仪器的增多,GNSSDO 自带的两个 10Mhz 参考输出已经不能满足同时工作的要求。遂设计并制作一款 1:8 10Mhz 时钟分配放大器,感谢 @滚筒洗衣机 焊接了大部分电路,该设计部分来源于 SRS FS730。
设计
输入端过一个低通滤波器,主放大器使用 OPA690 (GBW=535MHz)配置为 G~=18V/V (为保证带宽不低于 30MHz) 的放大器,输出一部分馈送到输入检波器供输入有效指示灯使用,另一部分输出到 Fly-By 式的分布总线,在末端做交流端接。并送入 G=2 的 OPA365 进行末端输出缓冲,在输出末端接椭圆滤波器,该滤波器经过设计使其阻带第一个凹陷定位到20MHz,设计 -3dB 点约为 11.2MHz,可以有效衰减因撞轨引起的谐波分量。该放大器因飞越型分布总线的构造而在不同通道间存在输入输出延迟。
经过放大器后,信号在大于0dBm时将被放大到撞轨,即 9Vpp,经 R70-R71 衰减到 4.5Vpp后,在正确端接的分布总线上为 2.25Vpp。随后 G=2 的输出级放大器将信号放大至 4.5Vpp@HiZ 或 2.25Vpp@50Ω(约 11dBm),该值可以通过调整R71被修正为约 10dBm 或通过短接输出放大器排针降低为 4dBm 。
实测
放大器供电空载消耗 322mA@5V ,施加 +20dBm 输入时消耗 392mA@5V。输入设计功率是 +20dBm,测试时在 +23dBm 下不损坏。以下测试都是在 +3dBm 输入下进行的:首尾通道输出延迟为 2.862ns 或 8.263° ,输入至末尾通道为 9.759ns 或 37.024° 。输出一次二次谐波 < -60dBc,三次谐波约为 -60dBc,显示出输出滤波器的优良特性。而实测证实了该滤波器在二次谐波处衰减为 -65.04dB ,仅低于理论值 10dB。
然而,正如图中所见,DCM 模式下的 SEPIC-Cuk 转换器的开关频率混合到了输出频率附近导致了输出频谱杂乱,但没有任何一个分量高于 -40dBc 且距离中心频点有约 500kHz,足以使用带通滤波器选出。但是,另一个更致命的问题是输出级缓冲器 OPA365 压摆率仅有 25 V/µs, 实测 28.9V/μs,10Mhz 下输出 2Vpp 需要 125.66V/us。虽然输出滤波器强悍到足以重建波形但该放大器仍不足担任输出级,并导致了输出幅度过低。另外,输入级是直流耦合的,由于输入放大器的高性能,输入级不太可能满载而引起问题,但这将降低整体系统的稳健性。






 
			