LMK60XX高性能低抖動振蕩器：特性、應(yīng)用與設(shè)計指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，時鐘振蕩器是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵組件之一。今天，我們要詳細(xì)介紹一款高性能低抖動振蕩器——LMK60XX，它在眾多應(yīng)用場景中展現(xiàn)出了卓越的性能。

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一、LMK60XX的主要特性

1. 低噪聲與高性能

• 抖動性能：當(dāng)輸出頻率 (F_{out} > 100 MHz) 時，典型抖動僅為 150 fs RMS，這一低抖動特性確保了時鐘信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，能有效減少信號傳輸中的誤差。
• 電源抑制比（PSRR）：達(dá)到 -60 dBc，具備強大的電源噪聲抗擾能力，即使在電源存在噪聲的情況下，也能保證輸出信號的質(zhì)量。

2. 豐富的輸出格式支持

• LVPECL 和 LVDS：最高支持 800 MHz 的輸出頻率，適用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場景。
• HCSL：最高支持 400 MHz 的輸出頻率，為不同的系統(tǒng)設(shè)計提供了更多的選擇。

3. 頻率公差與工作條件

• 頻率公差：LMK60X2 的總頻率公差為 ±50 ppm，LMK60X0 為 ±25 ppm，能滿足不同精度要求的應(yīng)用。
• 工作電壓：采用 3.3 - V 工作電壓，工業(yè)溫度范圍為（–40oC 到 +85oC），適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境。
• 封裝形式：采用 7 - mm × 5 - mm 6 - 引腳封裝，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 7050 XO 封裝引腳兼容，方便進行替換和升級。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

LMK60XX 可作為晶體、SAW 或硅基振蕩器的高性能替代品，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域：

• 網(wǎng)絡(luò)通信：在交換機、路由器、網(wǎng)絡(luò)線卡、基帶單元（BBU）、服務(wù)器和存儲 / SAN 等設(shè)備中，為數(shù)據(jù)傳輸和處理提供穩(wěn)定的時鐘信號。
• 測試與測量：在測試和測量設(shè)備中，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
• 醫(yī)療成像：為醫(yī)療成像設(shè)備提供精確的時鐘，保證圖像的清晰和準(zhǔn)確。
• FPGA 和處理器：為 FPGA 和處理器提供穩(wěn)定的參考時鐘，提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

三、產(chǎn)品描述

LMK60XX 是一款低抖動振蕩器，可生成常用的參考時鐘。它在工廠進行了預(yù)編程，支持任何參考時鐘頻率。內(nèi)部的電源調(diào)節(jié)功能提供了出色的電源紋波抑制能力（PSRR），降低了電源傳輸網(wǎng)絡(luò)的成本和復(fù)雜性。

四、引腳配置與功能

1. 引腳配置

2. 功能說明

• 電源引腳：VDD 為設(shè)備提供 3.3 - V 電源，GND 為接地引腳。
• 輸出引腳：OUTP 和 OUTN 組成差分輸出對，可根據(jù)不同的輸出格式進行信號輸出。
• 控制引腳：OE 引腳用于控制輸出的使能和禁用。

五、規(guī)格參數(shù)

1. 絕對最大額定值

在不同的參數(shù)方面，都有明確的最大和最小值限制，例如 VDD 電源電壓范圍為 –0.3 到 3.6 V，超出這些范圍可能會對設(shè)備造成永久性損壞。

2. ESD 額定值

人體模型（HBM）下為 ±2000 V，帶電設(shè)備模型（CDM）下為 ±500 V，在使用和處理設(shè)備時需要注意靜電防護。

3. 推薦工作條件

• 電源電壓：推薦 VDD 為 3.135 到 3.465 V。
• 環(huán)境溫度：環(huán)境溫度范圍為 –40 到 85°C。
• VDD 上電斜坡時間：為 0.1 到 100 ms。

4. 電氣特性

在不同的輸出格式和工作條件下，設(shè)備的電氣特性有所不同，例如不同輸出格式下的輸出頻率、電壓擺幅、占空比等參數(shù)都有明確的規(guī)定。

六、參數(shù)測量信息

在進行參數(shù)測量時，需要根據(jù)不同的輸出格式配置相應(yīng)的測試電路，例如 LVPECL、LVDS 和 HCSL 輸出格式的測試電路有所不同。

七、電源供應(yīng)建議

為了確保 LMK60XX 的最佳電氣性能，可以在其電源旁路網(wǎng)絡(luò)中使用 10 μF、1 μF 和 0.1 μF 的電容組合。同時，建議將電源旁路電容安裝在元件側(cè)，并使用 0201 或 0402 尺寸的電容，以方便信號布線。

八、布局指南

1. 熱可靠性

為了確保設(shè)備的熱可靠性，需要將接地引腳通過三個或更多的過孔連接到 PCB 的接地平面，以最大限度地提高封裝的散熱性能。可以通過公式 (T{B}=T{J}-Psi_{JB} * P) 來計算 LMK60XX 周圍的 PCB 溫度與結(jié)溫的關(guān)系。

2. 信號完整性

為了保證信號完整性，建議將過孔路由到去耦電容，然后再連接到 LMK60XX。同時，盡可能增加過孔數(shù)量和走線寬度，以確保高頻電流的低阻抗和最短路徑。

3. 推薦的回流焊曲線

應(yīng)遵循焊膏供應(yīng)商的建議，優(yōu)化助焊劑活性，并在 J - STD - 20 指南范圍內(nèi)實現(xiàn)合金的適當(dāng)熔化溫度。

九、設(shè)備與文檔支持

1. 相關(guān)鏈接

提供了 LMK60E2 - 150M 和 LMK60E0 - 156257 等型號的產(chǎn)品文件夾、樣品購買、技術(shù)文檔、工具軟件和支持社區(qū)等相關(guān)鏈接。

2. 文檔更新通知

可以在 ti.com 上的設(shè)備產(chǎn)品文件夾中注冊，以接收文檔更新的通知。

3. 社區(qū)資源

TI E2E? 在線社區(qū)為工程師提供了一個交流和解決問題的平臺。

十、總結(jié)

LMK60XX 高性能低抖動振蕩器以其低噪聲、豐富的輸出格式支持、出色的電源噪聲抗擾能力等特性，在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在設(shè)計過程中，需要根據(jù)其規(guī)格參數(shù)和布局指南進行合理的設(shè)計，以確保設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。你在使用類似振蕩器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。