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日記

Orpheus の Wordclock 入力に、正弦波を?(2)

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2010年01月08日

クロックとして矩形波ではなく、正弦波を伝送した場合の得失について。
まずは、良さそうなこと。
このような回路において、

# LM6181と50Ωとが、ルビジウムクロック側の送信回路、
  RG-58 COAX. が、クロック用のケーブル、
  右端の50Ωが、Orpheus のクロック受信回路の終端抵抗というイメージ。
# 50Ωは全て75Ωに読み替える。RG-58 は、例えば、3C-2T に読み替える。

仮に、ケーブルとかコネクタとかでインピーダンス不整合があったとしても、
線形系である以上(←異議は却下)は、入れた周波数以外は出てくるはずもなく、
従って、波形歪を考慮する必要が無いのが、とりあえずは嬉しい訳です。
緑:電圧源の出力電圧波形(R2 の左側)。
青:受信される電圧波形(R1 の上側)。
パラメータ: R1 = 25Ω/75Ω/150Ω。
パラメータ: Z0 = 25Ω/50Ω/75Ω/150Ω/300Ω/600Ω。
# 画面はいずれもイメージです。正弦波の周波数と、ケーブル長は適当。

***

以下、「Fundamentals of Time Interval Measurements」
http://ilrs.gsfc.nasa.gov/docs/time_interval_measurements.pdf
から、図面を引用しています。

しかし、正弦波の泣き所は、スルーレートが低いことで、それにより、
ノイズが存在する場合の、時間軸エラーが増大します。
# 例え、矩形波であったとしても、同じ理由で、スルーレートは高いに
  越したことは無い。

簡単な計算により、
時間軸エラーは、スルーレートに反比例することが判り、
実際の数値を入れてみると、
 v (t)=A*sin(ωt)
 v'(t)=Aω*cos(ωt)
なので、A=0.5V, ω=2*3.14*96kH に対しては、
 Signal Slope (=Slew rate) = 3x10^5 V/s = 0.3 V/μs
となります。

これに対して、例えば LM6181 の Slew rate は、2000 V/μs(typ.)程度
はあるので、これで、1Vpp/96kHzの正弦波をドライブして送り出すのは
非常にもったいないように思えます。

(続く、、かな?)

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