‌LMK61E0M可编程振荡器技术文档总结

LMK61E0 系列超低抖动 PLLatinum^TM的^可编程振荡器使用带有集成VCO的小数N频率合成器来生成常用的参考时钟。该LMK61E0M支持3.3V LVCMOS输出。该器件具有从片内EEPROM自启动以生成出厂编程的默认输出频率的功能，或者器件寄存器和EEPROM设置可通过I在系统内完全编程^2^C串行接口。该器件通过I提供精细和粗略的频率裕度控制^2^C 串行接口，使其成为数控振荡器 （DCXO）。

PLL反馈分频器可以更新，以使用12.5 MHz的PFD（R分频器=4，禁用倍频器）以<1ppb的步长调整输出频率，以兼容xDSL要求，或者使用100 MHz的PFD（R分频器=1，启用倍频器）以<5.2 ppb的步长调整输出频率，以兼容广播视频要求。频率裕量功能还有助于系统设计验证测试（DVT），例如标准合规性和系统时序裕度测试。
*附件：lmk61e0m.pdf

特性

• 超低噪音、高性能
  • 抖动：500-fs RMS 典型值 f 外 > 50 MHz 在LMK61E0M上
• LMK61E0M 支持高达 200 MHz 的 3.3V LVCMOS 输出
• 总频率容差为 ±25 ppm
• 系统级功能
  • 无毛刺频率裕度：标称值高达 ±1000 ppm
  • 内部EEPROM：用户可配置的启动设置
• 其他功能
  • 设备控制：快速模式 I^2^C 高达 1000 kHz
  • 3.3V 工作电压
  • 工业温度范围（–40ºC 至 +85ºC）
  • 7mm × 5mm 8引脚封装
• 默认频率：70.656 MHz

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LMK61E0M是德州仪器（TI）推出的超低抖动可编程振荡器，内置EEPROM，支持3.3V LVCMOS输出，频率范围高达200 MHz。其核心特性包括：

• ‌超低抖动‌：典型值500 fs RMS（输出频率>50 MHz时）。
• ‌高精度‌：总频率容差±25 ppm，支持±1000 ppm的频率微调。
• ‌灵活配置‌：通过I2C接口（最高1000 kHz）编程，支持启动配置存储于EEPROM。
• ‌工业级应用‌：工作温度范围-40°C至+85°C，8引脚QFM封装（7mm×5mm）。

‌2. 关键特性‌

• ‌输出性能‌：支持双路LVCMOS输出（OUT0/OUT1），可独立配置为同相、反相或高阻态。
• ‌频率控制‌：
  • 默认频率70.656 MHz，支持无毛刺频率调整（通过反馈分频器分子动态更新）。
  • 支持DCXO模式，最小步进0.55 ppb（高分辨率应用如xDSL）。
• ‌集成PLL‌：
  • 分数分频器支持22位分子/分母，4.6-5.6 GHz VCO范围。
  • 可编程环路滤波器（带宽100 kHz-1 MHz），优化相位噪声和杂散。

‌3. 应用场景‌

• ‌网络设备‌：交换机、路由器、基带单元（BBU）。
• ‌高性能替代‌：取代晶体、SAW或硅基振荡器。
• ‌其他领域‌：FPGA时钟源、医疗成像、广播视频同步。

‌4. 功能模块详解‌

• ‌参考路径‌：可选分频（/1或/4）和倍频（×1或×2），平衡相位噪声与频率分辨率。
• ‌VCO校准‌：自动校准确保4.6-5.6 GHz范围内最优性能，支持手动触发。
• ‌输出分频器‌：两级分频（后分频4/5 + 可编程分频6-256），实现粗调频。

‌5. 寄存器与编程‌

• ‌EEPROM映射‌：存储厂商ID、产品配置等非易失性数据，支持100次擦写。
• ‌关键寄存器‌：
  • ‌PLL配置‌：N分频器（12位整数+22位分数）、电荷泵电流（1.6 mA/6.4 mA）。
  • ‌环路滤波器‌：R2/C1/R3/C3可编程，抑制杂散。
• ‌I2C接口‌：支持块读写，地址由ADD引脚配置（0x58/0x5A/0x5E）。

‌6. 设计建议‌

• ‌电源去耦‌：推荐10 µF + 1 µF + 0.1 µF电容组合，缩短PCB走线。
• ‌热管理‌：通过多通孔连接GND引脚，确保ΨJB热阻≤36.7°C/W。
• ‌布局优化‌：高频信号路径优先使用0402/0201封装电容，减少阻抗。

‌7. 典型应用示例‌

• ‌DSL时钟同步‌：配置70.656 MHz输出，通过I2C动态调整频率跟踪主时钟。
• ‌环路滤波器设计‌：使用TICS Pro工具生成参数，带宽设为fPD/10至fPD/100。

‌8. 文档支持‌

• 提供Clock Design Tool（SNAU082）辅助环路设计，包含杂散分析功能。
• 完整寄存器映射表见章节8.6，涵盖38个8位寄存器配置细节。

该文档全面覆盖LMK61E0M的电气特性、寄存器配置及系统集成指南，适用于高频低抖动时钟解决方案开发。