Texas Instruments LMX1204EVM评估模块 (EVM) 设计用于评估LMX1204的性能，LMX1204是一款四路输出、超低附加抖动射频 (RF) 缓冲器、分频器和乘法器。该评估模块可以在3.2GHz至6.4GHz输出范围内缓冲高达12.8GHz射频时钟输入，实现x2、x3或x4倍，最多将输入分成8个。

数据手册：*附件：Texas Instruments LMX1204 EVM评估模块 (EVM)数据手册.pdf

Texas Instruments LMX1204EVM包含一个独立的辅助时钟分频器，用于现场可编程门阵列 (FPGA) 和逻辑时钟计时。每个输出均包含一个系统参考 (SYSREF) 补充，具有皮秒精度和延迟调谐功能。可以同步多个器件以实现宽时钟分布树。

特性

• 12.8GHz缓冲器，高达6.4GHz乘法器，最多可以分成8个
• 6GHz时噪声本底为-160dBc/Hz
• 四个射频输出和SYSREF对
• SYSREF发生器，具有每输出皮秒精密延迟调谐功能
• 用于FPGA和逻辑的辅助分频器，带SYSREF
• 支持多器件同步

测试设置

LMX1204低噪声高频JESD缓冲器/倍频器/分频器技术解析

一、器件概述

LMX1204是德州仪器(TI)推出的一款高性能时钟管理芯片，具有超低噪声特性，输出频率范围覆盖300MHz至12.8GHz。该器件集成了缓冲、倍频和分频功能，特别适合高精度数据转换器的时钟应用。

关键特性

• ‌超低噪声性能‌：在6GHz输出时噪声基底低至-161dBc/Hz，1/f噪声为-154dBc/Hz@10kHz偏移
• ‌灵活的频率处理‌：支持×1(缓冲模式)、×2、×3、×4倍频和÷2至÷8分频
• ‌多通道输出‌：提供4路高频时钟输出和1路独立逻辑时钟输出(LOGICLK)
• ‌JESD204B/C兼容‌：每路时钟输出配有同步SYSREF输出，支持生成器和中继器模式
• ‌宽工作范围‌：2.5V供电电压，-40°C至85°C工作温度

二、功能架构分析

2.1 核心功能模块

LMX1204采用模块化设计，主要包含以下功能单元：

1. ‌时钟输入处理单元‌
   • 支持差分输入，内部集成50Ω终端
   • 可配置为缓冲、倍频或分频模式
   • 倍频模式采用PLL架构，集成VCO
2. ‌时钟分配网络‌
   • 4路主时钟输出(CLKOUT0-3)
   • 1路独立逻辑时钟输出(LOGICLKOUT)
   • 每路输出可单独配置功率等级(8级可调)
3. ‌SYSREF生成系统‌
   • 支持内部生成或外部输入中继
   • 可编程延迟调节(508步进，每步<2.5ps@12.8GHz)
   • 支持脉冲模式和连续模式

2.2 工作模式配置

LMX1204提供三种主要工作模式，通过CLK_MUX寄存器选择：

模式	配置寄存器	功能描述
缓冲模式	CLK_MUX=0x1	直接缓冲输入时钟，保持原始频率和相位特性
分频模式	CLK_MUX=0x2	支持÷2至÷8分频，奇数分频时占空比非50%
倍频模式	CLK_MUX=0x3	支持×1(滤波模式)、×2、×3、×4倍频，需进行VCO校准

三、典型应用场景

3.1 测试测量系统

在示波器、无线设备测试仪等应用中，LMX1204可提供：

• 超低抖动的采样时钟(5fs RMS抖动)
• 多通道同步输出能力
• 灵活的SYSREF信号生成

3.2 航空航天与国防

适用于相控阵雷达、电子战等关键系统：

• 12.8GHz高频输出满足毫米波应用
• -40°C至85°C宽温工作范围
• 抗辐射增强设计(需特殊版本)

3.3 数据转换器时钟

作为ADC/DAC的时钟驱动器：

• 抖动性能优于多数数据转换器的孔径抖动
• 支持多器件级联架构
• 可编程输出功率匹配不同负载需求

四、设计考量要点

4.1 电源设计建议

• 采用低噪声LDO供电，避免开关电源引入杂散
• 每个VCC引脚布置0.1μF(靠近芯片)+1μF(稍远)的去耦组合
• 逻辑时钟和主时钟电源建议用磁珠隔离

4.2 布局布线指南

1. ‌时钟输入‌：
   • 保持差分对严格等长(±50ps以内)
   • 单端驱动时，未用端接50Ω至地
2. ‌输出端接‌：
   • 所有时钟输出必须AC耦合
   • LOGICLKOUT根据格式选择终端：
     • LVDS：无需外部元件
     • LVPECL：需220Ω射极电阻
     • CML：需50Ω上拉电阻
3. ‌热管理‌：
   • 40引脚VQFN封装(6mm×6mm)
   • θJA=24.8°C/W，全功率工作时需考虑散热

五、性能实测数据

根据TI提供的测试数据，LMX1204在6GHz输出时表现优异：

参数	典型值	条件
相位噪声(10kHz偏移)	-154dBc/Hz	缓冲模式
附加抖动(12k-100MHz)	5fs RMS	缓冲模式
二次谐波抑制	<-25dBc	6GHz输出，差分驱动
输出-输出偏移	<15ps	任意两路输出间

六、设计注意事项

1. ‌倍频模式校准‌：
   • 初次使用需5ms校准时间
   • 状态机时钟必须≤30MHz
   • 可通过MUXOUT引脚监测锁定状态
2. ‌温度补偿‌：
   • 内置温度传感器(精度±13°C)
   • 可通过rb_TEMPSENSE读取结温
   • 建议根据温度调整输出功率
3. ‌未用引脚处理‌：
   • BIAS01/23：倍频未用时悬空
   • SYSREFREQ：不用时配置为低电平
   • 未用时钟输出：可悬空