Обратная связь инвертора при преобразовании обрезанного сигнала синусоидального генератора в прямоугольную волну

Обычно обратная связь с высоким импедансом для U5 должна смещать вход инвертора и как смещение для голого кристалла, подключенного к контактам 2 и 4 U5. Голые кристаллы работают при токе в микроамперах. Слишком большой ток может привести к перегреву кристалла, что приведет к сильному дрейфу и короткому сроку службы.

Но у вас есть автономный TCXO с буферизованным выходом. C13 является обязательным, поскольку TCXO имеет низкое рабочее напряжение, несовместимое с логикой 3,3 В или 5 В. Я превратил логические инверторы в усилители, используя драйвер с буферизацией. Чтобы скорость нарастания была очень высокой, я использовал резистор на 33 Ом на входе (он будет после C13) и резистор на 3,3 кОм для обратной связи. Я использовал инвертор 74AC04, но подойдет любой очень быстрый логический инвертор.

Мой частотомер работал до 120 МГц с синусоидальным сигналом 100 мВ. Поскольку у вас есть сильный сигнал привода 1 вольт, вы можете попробовать то же самое. Теперь у вас есть только 2 резистора и C13. 3.3K имеет гораздо более низкий импеданс, менее чувствителен к шуму и на самом деле не будет работать без сильного сигнала возбуждения.

TCXO воспринимает 3,3 кОм как свою основную нагрузку, а последовательный резистор 33 Ом препятствует тому, чтобы TCXO «видел» емкость затвора U5, что предотвращает любую тенденцию к перерегулированию формы сигнала или звону. 33 Ом в сочетании с 3,3 К дает вам 1% «мертвой зоны» или около 33 мВ, где у вас есть гистерезис, поэтому шум менее 33 мВ игнорируется. Вы не можете увеличить 33-омный последовательный резистор, так как он создает RC-фильтр на основе входной емкости инвертора.

В конечном счете, резистор обратной связи должен иметь достаточно высокое значение, чтобы вход TCXO управлял входом инвертора как выше, так и ниже его порогового напряжения. При отсутствии входного сигнала вы хотите, чтобы значение постоянного тока на контакте 2 U5 было не более 1/2 В постоянного тока или около 1,65 вольт. Возможно, из-за его входов CMOS потребовалось большое значение резистора обратной связи, поэтому на выводе было меньше 1,0 В при отсутствии входного сигнала. 3.3K может достигать 33K или 330K. Следует использовать наименьшее значение, которое позволяет схеме всегда работать.

ПРИМЕЧАНИЕ. Резисторы имеют паразитную емкость, которая является проблемой выше 50 МГц. Если нужно разделить номинал резистора обратной связи пополам и вставить туда С16. Большое значение C16 помогает стабилизировать часть постоянного тока контура обратной связи, но оно должно иметь очень низкое ESR.

Действие этой обратной связи заключается в применении среднего значения выхода U5 к его входу. Затем C13 впечатывает переменную часть выходного сигнала U4 во входной сигнал U5.

Таким образом, обратной связи по переменному току нет вообще, что подразумевает отсутствие вырождения переменного тока (или возможности для колебаний, поскольку это буферный инвертор с предположительно непредсказуемыми, если не откровенно неприятными характеристиками, когда вы пытаетесь использовать его в качестве усилителя).

Я бы проверил схему, чтобы убедиться, что U4 имеет достаточно высокий уровень выходного сигнала, чтобы надежно управлять U5. Я бы не стал пытаться обернуть такой буферизованный инвертор аналоговой петлей обратной связи — я ожидаю, что в этом случае произойдут плохие вещи.

Если вам нужен низкий джиттер (низкий фазовый шум), то резисторы с большим номиналом могут стать проблемой.

Кроме того, ЗАЗЕМЛЕНИЯ должны быть расположены близко друг к другу, исключая токи заземления от других источников.

Остерегайтесь отказа питания логического элемента очень плохо. Возможно, используйте предварительный усилитель (мини-схемы?), чтобы обеспечить очень высокую скорость нарастания выходного сигнала в логический вентиль «рельс-рельс».

Если у вас полоса пропускания 1 ГГц и шум 10 кОм в первом «усилителе», который касается синуса от генератора, у вас будет 12 наноВольт/rtHz, масштабированное как sqrt (1e+9) = 12e-9 * 3,1e+4 = 36e- 5 = 360 мкВ среднеквадратичного широкополосного случайного шума.

Если сигнал (40 МГц) равен 1vpeak * sin (40 МГц), производная равна 1v * омега или 1v * 40e+6 * 6,28, или dV/dT составляет около 250 миллионов вольт в секунду.

Используя

Закон Ома для джиттера:

Tj = Vшум/скорость нарастания

лучшее , на что вы можете надеяться, это

360 мкВ/250 миллионов вольт/сек.

или приблизительно 1 пикосекунда полного интегрированного джиттера.

У вас есть бюджет ошибок для этого?