LMK1D120x低附加抖動(dòng)LVDS緩沖器：高性能時(shí)鐘分配的理想選擇

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，時(shí)鐘信號的精確分配對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。德州儀器（TI）的LMK1D120x系列低附加抖動(dòng)LVDS緩沖器，以其卓越的性能和靈活的特性，為時(shí)鐘分配提供了出色的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這款產(chǎn)品。

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一、產(chǎn)品概述

LMK1D120x是一款高性能的LVDS時(shí)鐘緩沖器系列，具有2個(gè)輸入和4（2:4）或8（2:8）個(gè)輸出。它能夠接受LVDS、LVPECL、LVCMOS、LP - HCSL、HCSL和CML等多種輸入信號類型，輸出頻率最高可達(dá)2 GHz，適用于電信、醫(yī)療成像、測試測量、無線基礎(chǔ)設(shè)施以及專業(yè)音頻、視頻和 signage等多個(gè)領(lǐng)域。

二、產(chǎn)品特性

2.1 高性能指標(biāo)

• 低附加抖動(dòng)：在156.25 MHz時(shí)，12kHz至20 - MHz范圍內(nèi)的最大附加抖動(dòng)小于60 fs RMS，確保了時(shí)鐘信號的高精度。
• 低相位噪聲：典型相位噪聲底板低至 - 164 dBc/Hz，有效減少了信號干擾。
• 低傳播延遲：最大傳播延遲小于575 ps，保證了信號的快速傳輸。
• 低輸出偏斜：最大輸出偏斜為20 ps，使得多個(gè)輸出之間的信號同步性更好。

2.2 寬工作范圍

• 電源電壓：支持1.71 V至3.465 V的寬電源電壓范圍，適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 工作溫度：工業(yè)溫度范圍為 - 40°C至105°C，能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。

2.3 靈活的輸入輸出

• 通用輸入：可接受多種類型的輸入信號，方便與不同的時(shí)鐘源連接。
• LVDS參考電壓：提供LVDS參考電壓VAC_REF，適用于電容耦合輸入。

2.4 多種封裝選擇

• LMK1D1204：采用3 - mm × 3 - mm、16 - 引腳VQFN（RGT）封裝。
• LMK1D1208：采用5 - mm × 5 - mm、28 - 引腳VQFN（RHD）封裝。

三、工作原理

LMK1D120x時(shí)鐘緩沖器通過輸入復(fù)用器從兩個(gè)可選時(shí)鐘輸入（IN0和IN1）中選擇一個(gè)，并將其分配到4或8對差分LVDS時(shí)鐘輸出（OUT0至OUT7），實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號的低偏斜分配。IN_SEL引腳用于選擇輸入信號，若該引腳懸空，則輸出被禁用（邏輯低）。此外，該器件還具有故障安全功能和輸入滯后特性，防止在無輸入信號時(shí)輸出隨機(jī)振蕩。

四、應(yīng)用案例

4.1 線路卡應(yīng)用

在一個(gè)典型的線路卡應(yīng)用中，LMK1D120x可以配置為選擇兩個(gè)輸入：一個(gè)來自背板的156.25 - MHz LVDS時(shí)鐘，或一個(gè)2.5 - V的156.25 - MHz LVCMOS振蕩器。LVDS時(shí)鐘通過交流耦合并使用集成參考電壓發(fā)生器進(jìn)行偏置，而LVCMOS時(shí)鐘則使用電阻分壓器正確設(shè)置閾值電壓。最終，所選的輸入信號可以扇出到所需的設(shè)備，如PHY、ASIC、FPGA和CPU等。

4.2 低噪聲表現(xiàn)

從應(yīng)用曲線可以看出，LMK1D1208在低噪聲方面表現(xiàn)出色。一個(gè)具有24 - fs RMS抖動(dòng)的156.25 - MHz低噪聲源驅(qū)動(dòng)LMK1D1208后，在12 kHz至20 MHz范圍內(nèi)的輸出抖動(dòng)為46.4 - fs RMS，附加抖動(dòng)僅為39.7 - fs RMS。同時(shí)，LMK1D1204和LMK1D1208具有優(yōu)異的閃爍噪聲，適用于雷達(dá)系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)等對超低近載相位噪聲時(shí)鐘有要求的應(yīng)用。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 電源供應(yīng)

高性能時(shí)鐘緩沖器對電源噪聲非常敏感，因此需要采取措施降低系統(tǒng)電源的噪聲。建議使用濾波電容消除低頻噪聲，旁路電容為高頻噪聲提供低阻抗路徑，并在板級電源和芯片電源之間插入鐵氧體磁珠，以隔離時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲。

5.2 布局設(shè)計(jì)

為了確保器件的可靠性和性能，需要將芯片溫度限制在最高135°C。器件封裝的暴露焊盤為散熱提供了主要路徑，因此在PCB設(shè)計(jì)中，應(yīng)在封裝的占位面積內(nèi)加入包含多個(gè)過孔到接地平面的熱焊盤圖案，并確保熱焊盤正確焊接以實(shí)現(xiàn)良好的熱傳導(dǎo)。

六、總結(jié)

LMK1D120x系列低附加抖動(dòng)LVDS緩沖器憑借其高性能、寬工作范圍、靈活的輸入輸出和多種封裝選擇，為時(shí)鐘分配提供了可靠的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，合理的電源設(shè)計(jì)和布局設(shè)計(jì)對于發(fā)揮其性能至關(guān)重要。如果你正在尋找一款高性能的時(shí)鐘緩沖器，不妨考慮一下LMK1D120x。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。