LMK1D2106/LMK1D2108 LVDS时钟缓冲器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments LMK1D2106/LMK1D2108 LVDS时钟缓冲器专门设计用于驱动50Ω传输线路。在单端模式下驱动输入时,对未使用的负输入引脚施加适当的偏置电压。LMK1D2106将两个中的一个可选时钟输入(IN0和IN1)分配到12对差分LVDS时钟输出(OUT0至OUT11),实现最小偏移。同样,LMK1D2108分配16对差分LVDS时钟输出(OUT0至OUT15)。每个缓冲器块由一个输入和最多6个 (LMK1D2106) 或8个 (LMK1D2108) LVDS输出组成。输入可以是LVDS、LVPECL、HCSL、CML或LVCMOS。

数据手册:*附件:Texas Instruments LMK1D2106,LMK1D2108 LVDS时钟缓冲器数据手册.pdf

使用控制引脚 (EN)可以启用或禁用Texas Instruments LMK1D2106/LMK1D2108输出组。如果该引脚保持开路,将启用两个组输出。如果控制引脚切换至逻辑“0”,则两个组输出均被禁用(静态逻辑“0”)。如果控制引脚切换至逻辑“1”,则一个组的输出被禁用,而另一个组的输出被启用。该器件还支持失效防护功能。该器件还集成了输入迟滞,可防止在没有输入信号的情况下输出随机振荡。该器件可在1.8V、2.5V或3.3V电源环境下工作,额定温度范围是 –40°C至105°C(环境温度)。

特性

  • 高性能LVDS时钟缓冲器系列(高达2GHz)
    • 双路:1:6差分缓冲
    • 双路:1:8差分缓冲器
  • 电源电压:1.71V至3.465V
  • 低附加抖动:156.25MHz下小于12kHz至20MHz范围内的60fs RMS最大值
    • 超低相位噪底:-164dBc/Hz(典型值)
  • 超低传播延迟:<575ps(最大值)
  • 输出偏移:20ps(最大值)
  • 高摆幅LVDS(升压模式)(500mV VOD典型值,AMP_SEL 设置为1时)
  • 使用EN引脚启用/禁用组
  • 故障安全输入操作
  • 通用输入接受LVDS、LVPECL、LVCMOS、HCSL和CML信号电平。
  • LVDS基准电压VAC_REF,适用于容性耦合输入
  • -40°C 至 105°C 工业温度范围
  • 封装
    • LMK1D2106:6mm × 6mm,40引脚VQFN
    • LMK1D2108:7mm × 7mm,48引脚VQFN

功能框图

lvds

LMK1D2106/LMK1D2108 LVDS时钟缓冲器技术解析与应用指南

一、产品概述

LMK1D2106和LMK1D2108是德州仪器(TI)推出的高性能低附加抖动LVDS时钟缓冲器系列,具有以下核心特性:

  • 高性能时钟分配‌:支持高达2GHz的时钟频率分配
  • 双输入多输出架构‌:
    • LMK1D2106:双1:6差分缓冲器(共12路LVDS输出)
    • LMK1D2108:双1:8差分缓冲器(共16路LVDS输出)
  • 超低抖动性能‌:在156.25MHz时,12kHz-20MHz带宽内附加抖动<60fs RMS(最大值)
  • 极低相位噪声‌:典型相位噪声底噪-164dBc/Hz
  • 宽电源范围‌:1.71V至3.465V单电源供电
  • 工业级温度范围‌:-40°C至105°C

二、关键性能参数

1. 电气特性

输入特性‌:

  • 输入频率范围:
    • 单端输入:最高250MHz
    • 差分输入:最高2GHz
  • 支持输入类型:LVDS、LVPECL、HCSL、CML、LVCMOS
  • 输入共模电压范围:0.25V至2.3V(VDD=1.8V/2.5V/3.3V)

输出特性‌:

  • 输出类型:LVDS
  • 差分输出电压(VOD):
    • 标准模式:250-450mV
    • 增强模式(AMP_SEL=1):400-650mV
  • 输出共模电压(VOC):
    • 标准模式:1.0-1.375V
    • 增强模式:0.9-1.15V

时序特性‌:

  • 传播延迟:<575ps(最大值)
  • 输出间偏斜:<20ps(最大值)
  • 器件间偏斜:<200ps(最大值)

三、功能特点

1. 输入选择与配置

  • 双输入通道‌:IN0和IN1可独立配置
  • 输入选择控制‌:通过EN引脚选择激活的输入源
  • 失效保护输入‌:支持输入信号先于电源上电而不损坏器件

2. 输出控制

  • 输出使能控制‌:
    • EN=0:禁用所有输出
    • EN=1:启用Bank 0输出,禁用Bank 1输出
    • EN悬空:启用所有输出
  • 输出幅度控制‌:
    • AMP_SEL=0:Bank 0增强摆幅(500mV),Bank 1标准摆幅(350mV)
    • AMP_SEL悬空:所有输出标准摆幅
    • AMP_SEL=1:所有输出增强摆幅

四、布局与热管理建议

  1. PCB布局‌:
    • 保持50Ω阻抗控制的传输线
    • 关键信号远离噪声源
    • 优化电源分配网络
  2. 热管理‌:
    • 裸露焊盘必须焊接至PCB散热
    • 推荐使用热过孔阵列连接所有层
    • 最大结温限制:135°C
  3. EMI考虑‌:
    • 适当屏蔽设计
    • 良好的接地实践
    • 电源滤波设计

五、选型指南

型号封装尺寸输出数量典型应用
LMK1D210640-pin VQFN6x6mm12路空间受限设计
LMK1D210848-pin VQFN7x7mm16路高通道数系统
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