圖4. 四級時(shí)鐘樹的緊湊型解決方案

測試結(jié)果

圖5顯示了所有輸出之間的偏斜。黃線和青線信號是脈沖SYSREF信號和第4級輸出的連續(xù)時(shí)鐘信號，它們無需額外的延遲調(diào)節(jié)即可同步。藍(lán)線信號是HMC7044的連續(xù)SYSREF信號，它通過模擬延遲功能與第4級輸出同步。本例中的總偏斜低于16 ps。

圖5. 四級輸出的時(shí)間域響應(yīng)

四級時(shí)鐘樹的相位噪聲性能如圖6所示。時(shí)鐘發(fā)生器的相位噪聲同樣以淺藍(lán)色線表示?？傁辔辉肼曉诟哌_(dá)2 MHz失調(diào)范圍內(nèi)無下降。給定每一級的加性噪聲（加性抖動），則噪底性能不可避免地會下降，且在圖中的這一部分可以看出噪聲增加了6 dB。HMC7044和HMC7043具有相同的輸出噪底（約為–154 dBc/Hz），并且全部四個器件的噪聲下降至–148 dBc/Hz，這對于大多數(shù)系統(tǒng)而言仍然可以接受。

圖6. 四級輸出的時(shí)間域響應(yīng)

2457.6 MHz時(shí)，12 kHz到20 MHz的積分噪聲計(jì)算得到52.7 fs抖動rms，相對于HMC7044輸出僅下降了數(shù)fs rms。在幾乎所有的實(shí)際系統(tǒng)中，這種性能下降是可以忍受的；但是如果不能接受的話，那么最終級可以用HMC7044來代替（而不是HMC7043），它可以衰減時(shí)鐘樹本身的一切累積抖動。

如前所述，在大量使用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)中，功耗是最關(guān)鍵的問題之一。影響這類時(shí)鐘樹功耗的一個重要因素是使用的信號類型。HMC7044和HMC7043的輸出信號模式可以通過軟件控制單獨(dú)更改，從而提供了功耗與驅(qū)動強(qiáng)度及頻率之間的權(quán)衡選擇。原則上，低頻時(shí)可以使用低功耗LVDS，而高頻時(shí)使用LVPECL和CML可以實(shí)現(xiàn)最佳性能。

結(jié)論

本文中的討論適用于采用分布式大型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器陣列的各種不同系統(tǒng)，范圍涉及無線基礎(chǔ)設(shè)施、軍用雷達(dá)以及測試與測量系統(tǒng)。最近5G通信系統(tǒng)提出的更高頻率和帶寬調(diào)制方案的基礎(chǔ)是多RF輸入/輸出接口的當(dāng)前趨勢，需要更多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。此外，在某些最新的5G架構(gòu)方案中，相位陣列天線出現(xiàn)的頻率很高，它是降低功耗、提升輸出容量的一種途徑。

相位陣列技術(shù)廣泛用于軍事通信系統(tǒng)中，這項(xiàng)技術(shù)不僅需要大量時(shí)鐘，還需要對這些時(shí)鐘進(jìn)行精確同步。
大型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器陣列的另一個重要使用場景是測試與測量系統(tǒng)，這類系統(tǒng)要求以高采樣速率捕獲大量數(shù)據(jù)、引入的噪聲盡可能低，并要求同步處理。這些系統(tǒng)同樣需要大量的同步時(shí)鐘。類似地，在高級醫(yī)療成像系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理吞吐速率非常高，且要求并行數(shù)據(jù)采集路徑能同步操作。