|
Синтезатор Si5351A часто используется в радиолюбительской и связной аппаратуре как генератор программируемой частоты с широким диапазоном перестройки. Конечно, его выходной спектр не идеальный, и в нем присутствуют не только четные и нечетные гармоники, от которых довольно легко избавиться, но также и паразитная частотная и фазовая модуляция.
Достижение чистого, однотонального спектра сигнала на выходе синтезатора Si5351 требует специальных усилий. Для достижения самых лучших результатов воспользуйтесь следующими рекомендациями:
1. Необходимо реализовать качественное тактирование Si5351.
• Примените высокостабильный кварцевый опорный генератор (25 или 27 МГц), желательно с малым допуском на погрешность частоты (+-10 ppm или лучше).
• Избегайте использовать шумный или нестабильный генератор опорной частоты, потому что это непосредственно влияет на чистоту спектра выходного сигнала.
• Если требуемые параметры по фазовому шуму критические, рассмотрите вариант использования внешнего VCXO или отдельного малошумящего генератора наподобие Si570.
2. Оптимально выберите параметры PLL.
• Для высоких формируемых частот (до 900 МГц) используйте PLL A, а для частот ниже (до 600 МГц) используйте PLL B.
• Для снижения фазового шума постарайтесь сохранить коэффициент умножения PLL не слишком большим (20 .. 30). Большие коэффициенты деления увеличивают фазовый шум и паразитные выбросы.
• Используйте для вычисления частоты PLL формулу:
(a + b/c)
fPLL = fXTAL * ---------
D
Здесь a, b, c это целые числа для параметров PLL multisynth, а D это коэффициент деления.
3. Подбор выходного делителя и настроек multisynth.
• Используйте целочисленные режимы деления (не дробные), что минимизирует помехи на выходе.
• Для очень низких частот используйте R-division (однако имейте в виду, что это увеличивает джиттер).
• Избегайте слишком экстремальных коэффициентов деления (например > 1000), чтобы предотвратить чрезмерный фазовый шум.
4. Фильтрация и выходной каскад.
• Добавьте на выходе ФНЧ (LPF) для подавления гармоник. Может помочь резонансный LC-фильтр (например Батерворта 3-го порядка) для вашей целевой выходной частоты.
• Правильно терминируйте выход линий передачи (50 Ом) во избежание отражений и искажения сигнала.
• По возможности используйте буферизированные выходы (CLK0 часто дает самый чистый сигнал).
5. Источник питания и разводка печатной платы.
• Максимально устраните факторы шумового воздействия и помех по питанию на задающий генератор.
• Используйте качественный, малошумящий регулятор LDO (например на напряжение 3.3V с) правильной развязкой шин питания на входе и выходе.
• Поместите два конденсатора: танталовый 10 мкФ и керамический 100 нФ максимально близко к выводам питания Si5351.
• Минимизируйте петли земли и старайтесь сохранить все сигнальные дорожки максимально короткими.
• Для свободного пространства на печатной плате используйте заливку медью.
• Избегайте параллельной прокладки цифровых и/или аналоговых трасс - во избежание наводки взаимных помех.
6. Советы по программированию.
• Для уменьшения паразитных помех используйте PLL reset (команда PLL_RESET) после изменения частоты. Однако имейте виду, что эта команда вызовет кратковременное нарушение выходного сигнала.
• Запретите неиспользуемые выходы для снижения перекрестных помех.
• Для получения самого чистого сигнала:
- используйте CLK0 в режиме clock source mode (уменьшает внутренний шум переключения);
- избегайте дробных делителей, если помехи создают проблемы.
• Часто на практике избежать дробных делителей невозможно (особенно если необходимо программировать частоту с небольшим шагом, например для формирования протокола WSPR). Достичь самых лучших результатов можно с помощью анализатора спектра:
- незначительно измените частоту PLL (например, изменением дробного делителя);
- экспериментируйте с различными настройками multisynth.
[Пример конфигурации для генерации синуса 10 МГц]
1. Установите PLL A на 800 МГц (25 МГц × 32).
2. Используйте делитель (multisynth divider) 80 для получения 10 МГц на выходе.
3. Разрешите выход CLK0 с нагрузочной способностью 7 mA (настройте по используемой нагрузке).
4. Добавьте на выходе 10 МГц LPF (например эллиптический 7-го порядка).
[Ссылки]
1. Si5351: программируемый генератор на любую частоту.
2. Si570, Si571: программируемый через I2C генератор XO/VCXO. |
