LMK5B33216EVM评估模块技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments LMK5B33216EVM评估模块可评估LMK5B33216网络时钟发生器和同步器。 该模块包括可选的板外APLL参考输入、用于时钟输入的SMA连接器,以及用于将器件与50 Ω 测试设备连接的时钟输出。 该板载温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 支持在锁定、自由运行或保持操作模式下评估LMK5B33216。 LMK5B33216EVM模块还包括一根3英尺迷你USB电缆 (MPN 3021003-03)。

数据手册:*附件:Texas Instruments LMK5B33216EVM评估模块用户指南.pdf

LMK5B33216EVM模块集成了三个数字锁相环(DPLL)和三个具有可编程环路带宽的模拟锁相环(APLL)。该模块可以通过板载USB微控制器接口,利用带有TI时钟和合成器(TICS)专业软件图形用户界面(GUI)的PC进行配置。

特性

  • 用于评估、合规性测试和系统原型设计
  • 三个具有可编程带宽的数字锁相环(DPLL)
  • 三个小数模拟锁相环(APLL),用于灵活的时钟生成
  • DPLL的两个参考输入支持无中断切换和保持
  • 包括3英尺迷你USB电缆 (MPN 3021003-03)
  • 支持为设备供电的方法
  • 十六个输出时钟
  • 灵活的振荡器源:
    • 板载温度补偿晶体振荡器(TCXO)或其他晶体振荡器(XO)的多个封装之一
    • 温度补偿晶体振荡器(TCXO)
    • 恒温晶体振荡器(OCXO)或外部SMA输入选项
    • 用于自定义启动时钟配置的片上电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)

关键组件 - EVM顶部

时钟发生器

LMK5B33216EVM评估模块技术解析与应用指南

一、核心特性与产品概述

LMK5B33216EVM是德州仪器(TI)推出的网络时钟发生器与同步器评估模块,专为LMK5B33216器件评估设计,具有以下突出特性:

时钟性能参数‌:

  • 集成3个模拟PLL(APLL)和3个数字PLL(DPLL)
  • 支持可编程环路带宽(DPLL带宽范围0.1Hz至4kHz)
  • 输入频率范围:8kHz至750MHz
  • 输出频率范围:1kHz至1.5GHz
  • 典型相位抖动:125fs RMS(12kHz-20MHz)

评估接口‌:

  • 16对差分时钟输出(OUT0-OUT15)
  • 2对差分参考输入(IN0/IN1)
  • 板载48MHz TCXO(支持外部XO输入)
  • USB2ANY接口支持TICS Pro软件控制
  • 多电源配置选项(DC/DC或LDO模式)

二、硬件架构解析

1. 电源子系统设计

提供三种供电模式选择:

  1. 默认DC/DC模式‌:12V输入→3.3V转换(TPS62913)
    • 最大输出电流3A
    • 效率>90%@1A负载
  2. LDO模式‌:5V输入→3.3V线性稳压(LP38798)
    • 超低噪声(4.3μVRMS)
    • 支持1A输出电流
  3. 直接供电模式‌:外部3.3V直接输入

关键元件‌:

  • U500:TPS62913同步降压转换器
  • U9-U11:LP38798低压差线性稳压器
  • 输入电容:47μF钽电容(C500)
  • 输出滤波:22μF陶瓷电容(C501-C503)

2. 时钟管理架构

双PLL层级结构‌:

  • APLL层‌:
    • 3个独立模拟PLL
    • 支持分数N分频(24位分辨率)
    • 典型相位噪声:-150dBc/Hz@1MHz偏移
  • DPLL层‌:
    • 3个数字PLL
    • 支持SyncE/IEEE 1588协议
    • 保持模式精度:±4.6ppb

时钟分布‌:

  • 输出驱动器支持LVDS/HSDS/HCSL格式
  • 可编程输出摆幅(400-600mV)
  • 集成去偏斜电路(调节范围±1.4ns)

三、性能测试数据

测试项目条件典型值
输出抖动156.25MHz, 12kHz-20MHz125fs RMS
保持模式稳定性24小时@25°C±4.6ppb
切换时间主备参考切换<100μs
相位噪声122.88MHz, 1kHz偏移-110dBc/Hz

四、应用场景推荐

  1. 无线通信设备‌:
    • 5G AAU时钟分发
    • 毫米波射频采样时钟生成
  2. 工业同步系统‌:
    • IEEE 1588从时钟
    • 运动控制时序管理
  3. 测试测量仪器‌:
    • 多通道同步采集时钟
    • 高精度频率参考
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