LMK00306 3.1 GHz 差分时钟缓冲器/电平转换器技术手册

该LMK00306是一款 3 GHz、6 输出差分扇出缓冲器，适用于高频、 低抖动时钟/数据分配和电平转换。输入时钟可从两个 通用输入或一个晶体输入。选定的输入时钟分配给两个 3 个组 差分输出和一个LVCMOS输出。两个差分输出组可以独立 配置为 LVPECL、LVDS 或 HCSL 驱动程序，或禁用。LVCMOS 输出具有同步 使能或禁用时，使能输入以实现无欠幅脉冲作。LMK00306 从 3.3 V 内核电源和 3 个独立的 3.3 V/2.5 V 输出电源。

该LMK00306提供高性能、多功能性和能效，使其 非常适合替换固定输出缓冲器器件，同时增加时序裕量 系统。
*附件：lmk00306.pdf

特性

• 3：1 输入多路复用器
  • 两个通用输入工作频率高达 3.1 GHz
    ，接受 LVPECL、LVDS、CML、SSTL、
    HSTL、HCSL 或单端时钟
  • 一个晶体输入接受10至40 MHz
    晶体或单端时钟
• 两个组，每个组有 3 个差分输出
  • LVPECL、LVDS、HCSL 或 Hi-Z（
    可按组选择）
  • LVPECL加法抖动，时钟源为LMK03806，频率为156.25 MHz：
    • 20 fs RMS（10 kHz 至 1 MHz）
    • 51 fs RMS（12 kHz 至 20 MHz）
• 高PSRR：156.25 MHz时为
  –65 / –76 dBc （LVPECL/LVDS）
• LVCMOS 输出，带同步使能输入
• 引脚控制配置
• VCC内核电源：3.3 V ± 5%
• 3 独立 VCCO输出电源：3.3 V/2.5 V± 5%
• 工业温度范围：–40°C 至 +85°C
• 36引脚WQFN（6 mm×6 mm）

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

LMK00306 是德州仪器（TI）推出的一款高性能时钟缓冲器/电平转换器，主要特点包括：

• ‌输入特性‌：支持3:1输入多路复用（2个通用差分/单端输入 + 1个晶体输入），最高频率达3.1 GHz，兼容LVPECL、LVDS、CML等多种信号类型。
• ‌输出特性‌：6路差分输出（分两组，每组3路），可独立配置为LVPECL、LVDS、HCSL或高阻态，另提供1路LVCMOS参考输出。
• ‌关键性能‌：超低附加抖动（如LVPECL模式下20 fs RMS @ 156.25 MHz）、高电源抑制比（PSRR -65 dBc @ 156.25 MHz）。
• ‌应用场景‌：高速ADC/DAC、多千兆以太网、PCIe 3.0、光纤通信等时序敏感系统。

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‌2. 核心功能与参数‌

‌2.1 输入选择‌

• 通过引脚 CLKin_SEL[1:0] 选择输入源（CLKin0/CLKin1或晶体振荡器输入OSCin）。
• 晶体输入支持10-40 MHz基频晶体或单端时钟（最高250 MHz）。

‌2.2 输出配置‌

• 两组输出（Bank A/B）可通过 CLKoutX_TYPE[1:0] 独立配置为：
  • LVPECL：全摆幅600 mV~1 V，支持3.3 V/2.5 V供电。
  • LVDS：典型摆幅250-450 mV，低功耗。
  • HCSL：适用于PCIe等协议，需50 Ω接地终端。
  • Hi-Z：禁用输出以降低功耗。

‌2.3 电气特性‌

• ‌电源要求‌：
  • 核心供电（VCC）：3.3 V ±5%。
  • 输出供电（VCCOA/B/C）：3.3 V或2.5 V ±5%，独立配置。
• ‌抖动性能‌：
  • LVPECL附加抖动：20 fs RMS（10 kHz-1 MHz带宽）。
  • LVDS附加抖动：70 fs RMS（1 MHz-20 MHz带宽）。
• ‌功耗‌：典型总功耗约300 mW（全LVPECL输出启用时）。

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‌3. 应用设计要点‌

‌3.1 输入驱动建议‌

• ‌差分输入优先‌：高摆率（≥3 V/ns）可优化噪声和抖动性能。
• ‌单端输入处理‌：需通过电阻分压或AC耦合匹配阻抗，避免过驱动。

‌3.2 输出终端设计‌

• ‌LVPECL‌：推荐50 Ω终端至Vcco-2 V或160 Ω接地（简化设计）。
• ‌LVDS‌：100 Ω差分终端，AC耦合时需注意接收端偏置。
• ‌HCSL‌：强制50 Ω接地终端，禁止AC耦合。

‌3.3 电源管理‌

• ‌旁路电容‌：每电源引脚需0.1 μF高频电容 + 1-10 μF大容量电容。
• ‌时序要求‌：VCC与VCCO建议同步上电/下电，避免内部电流倒灌。

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‌4. 封装与热设计‌

• ‌封装‌：36引脚WQFN（6 mm × 6 mm），带裸露焊盘（DAP）用于散热。
• ‌热阻‌：θJA = 31.8 °C/W（需通过PCB散热过孔优化热性能）。

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‌5. 典型应用场景‌

• ‌通信设备‌：为FPGA、ASIC提供低抖动时钟分发。
• ‌数据中心‌：支持PCIe 3.0、高速背板时序同步。
• ‌射频单元‌：用于ADC/DAC的时钟电平转换与缓冲。