摘要：介紹了一種用MAX2620構(gòu)建的窄帶壓控振蕩器（VCO），在此基礎(chǔ)上介紹其與鎖相環(huán)芯片Q3236一起構(gòu)建SDH專用的155.520MHz點頻鎖相式時鐘源的設(shè)計方案。該時鐘源具有低噪聲、高穩(wěn)定性等特點，并且成本低廉，具有良好的應(yīng)用前景。

    關(guān)鍵詞：時鐘源 SDH 鎖相環(huán) 壓控振蕩器（VCO）

SDH作為一種傳輸體制，在我國得到了廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)SDH主干網(wǎng)大多的10G光纖網(wǎng)，隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，傳輸速率還將不斷提高。SDH網(wǎng)同步結(jié)構(gòu)通常采用主從同步方式，要求所有網(wǎng)元時鐘的定時都能最終跟蹤全網(wǎng)的基準主時鐘。ITU-T對SDH各節(jié)點的時鐘參數(shù)如時鐘的中心頻率、頻率準確度、穩(wěn)定度、時鐘的抖動和漂移等以及牽入范圍、牽出范圍、保持范圍等都作了嚴格的規(guī)定[1]。在SDH系統(tǒng)中，是以155.520Mbit/s的同步傳送模塊（STM-1）作為基本的信息模塊，而高速率的信號是將N個STM-1信號同步復用，形成STM-N[2]，因此SDH網(wǎng)中大量使用155.520MHz的時鐘源作為網(wǎng)元定時時鐘。本文將介紹如何用集成電路MAX2620和集點LC元件構(gòu)成窄帶VCO電路模塊，進而同鎖相環(huán)芯片Q3236一起構(gòu)成鎖相環(huán)式的低噪聲、高穩(wěn)定性的155.520MHz時鐘電路。

1 電路方案設(shè)計

圖1所示為鎖相環(huán)（PLL）的基本電路組成[3]。其中REF代表參考信號源，1/R為參考源分頻器，PD為相位檢波器，LF為環(huán)路濾波器，VCO為壓控振蕩器，1/N為N分頻器。

SDH專用的155.520MHz的VCXO（壓控晶振），國外已有，但國產(chǎn)的很少，而且價格比較昂貴。而一般的VCO器件，例如Varil、Mini、Vectron、Mti、MicroNetworks等公司推出的100MHz～200MHz、75MHz～160MHz、140MHz～170MHz等器件都是寬頻段使用的。SDH中的時鐘源是固定的點頻，如STM-1是155.520MHz，因而用上面的那些寬頻段的VCO來設(shè)計這種點頻電路并不合適，這就需要設(shè)計一個窄帶的而且相位噪聲性能優(yōu)越的VCO。雖然可以用分立晶體管、諧振回路以及緩沖放大器來構(gòu)成VCO電路，但相比于IC芯片，穩(wěn)定性差、受電源及分布參數(shù)影響大、調(diào)試不方便。MAXIM公司的MAX2620是一個可工作于羅寬頻率范圍（10～1050MHz）的集成振蕩器芯片，具有高頻雙極工藝所特有的低閃爍噪聲、低噪聲系數(shù)和低寄生rb的特點。用戶可以根據(jù)自己的需要配適當?shù)恼袷幓芈罚O(shè)計出所需中心頻率的壓控振蕩器電路。MAX2620內(nèi)部有源器件對諧振回路的負載極輕，從而使振蕩回路具有較高的有載Q值，因而可以用來設(shè)計窄帶的155.520MHz點頻的壓控振蕩器電路。

由相位噪聲理論可知，鎖相環(huán)路中分頻比越大，從輸入到輸出的相位噪聲指標的損失也就越大，所以時鐘電路的鑒相頻率設(shè)定為19.440MHz，以使得鑒相頻率盡可能高，鎖相環(huán)分頻比小。常規(guī)的PLL集成電路如Motorola的MC14515X系列，鑒相頻率最高為2MHz，不能適用。QualComm的Q3236，鑒相頻率可達到上百MHz，可應(yīng)用于此項設(shè)計中。

2 155.520MHz的VCO設(shè)計

MAXIM公司的MAX2620是一使用極其方便的振蕩器芯片，它的內(nèi)部組成示意圖[4]如圖2所示。

MAX2620提供一個緩沖放大輸出級，能夠減少負載變化對振蕩器頻率的影響。供電電壓范圍在+2.7V～+5.25V之間，內(nèi)部設(shè)有偏置電路穩(wěn)定其工作點，使工作受電源波動的影響小，并具有電源關(guān)斷能力，由SHDN端控制。兩個互補的輸出（即OUT和OUT），可以構(gòu)成兩個單端輸出或一個差分輸出。由于是集電極開路輸出，輸出端需要上拉到Vcc。可以用電感或電阻來上拉，但是對于差分輸出，兩端上應(yīng)采用相同的方式。對于50Ω的負載，用電感上拉時，單端輸出電平可達-6dBm(峰-峰電壓為320mV)；而用電阻上拉