应用笔记 3633

调谐MAX2607评估板获得高差分电压


摘要 : 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
图1. 测试装置

输入、输出网络及其测量

图2. 典型工作电路
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
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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