LMK03000 1185 至 1296MHz、800fs RMS 抖动、集成 VCO 的精密时钟调节器技术手册

LMK03000系列精密时钟调节器结合了抖动功能 参考时钟的清洁/修复、乘法和分配。设备 集成压控振荡器 （VCO），高性能 Integer-N 锁相环 （PLL）、部分集成环路滤波器，以及各种LVDS和LVPECL中的多达8个输出 组合。

VCO 输出可选择在 Fout 端口上访问。在内部，VCO 输出 通过VCO分频器为各种时钟分配模块供电。
*附件：lmk03000.pdf

每个时钟分配块包括一个可编程分频器、一个相位同步 电路、可编程延迟、时钟输出多路复用器以及LVDS或LVPECL输出缓冲器。这允许 要分发给 8 个参考的多个与整数相关的相位调整副本 系统组件。

时钟调理器采用 48 引脚 WQFN 封装，封装兼容 同一系列中的其他时钟设备。

特性

• 集成VCO，具有极低的本底相位噪声
• 集成整数N分频联，具有-224 dBc/Hz的出色归一化相位噪声贡献
• VCO分频器值为2至8（所有分频）
• 通道分频器值为 1、2 至 510（偶数分频）
• LVDS和LVPECL时钟输出
• 部分集成环路滤波器
• 每个时钟输出上都有专用的分频器和延迟模块
• 引脚兼容系列时钟器件
• 3.15 至 3.45 V 工作电压
• 封装：48引脚WQFN（7.0 x 7.0 x 0.8 mm）
• 200 fs RMS 时钟发生器性能（10 Hz 至 20 MHz），具有干净的输入时钟

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
LMK03000系列是德州仪器（TI）推出的高精度时钟调节器家族，集成了压控振荡器（VCO）、整数分频锁相环（PLL）和时钟分配功能，专为低抖动时钟生成与分配设计。主要型号包括LMK03000/C/D、LMK03001/C/D及LMK03033/C，支持LVDS和LVPECL输出，适用于通信、医疗、测试设备等高要求场景。

‌2. 核心特性‌

• ‌集成VCO‌：低相位噪声（如LMK03033C达-152 dBc/Hz @10 MHz偏移），频率覆盖1185–2160 MHz（依型号不同）。
• ‌高性能PLL‌：归一化相位噪声贡献低至-224 dBc/Hz，支持部分集成环路滤波器简化设计。
• ‌灵活分频与延迟‌：
  • VCO分频值：2至8（全分频）。
  • 通道分频值：1或2–510（偶数分频）。
  • 每路输出独立可编程延迟（步长150 ps，最大2250 ps）。
• ‌多输出配置‌：3路LVDS + 5路LVPECL输出（具体组合因型号而异），支持全局同步（SYNC*引脚控制）。

‌3. 电气参数‌

• ‌工作电压‌：3.15–3.45 V，功耗典型值161.8 mA（全输出启用）。
• ‌抖动性能‌：
  • 基准RMS抖动：400–1200 fs（12 kHz–20 MHz带宽）。
  • 附加分布抖动：20 fs（直通模式）至75 fs（分频模式）。
• ‌输出特性‌：
  • LVDS：差分电压250–450 mV，偏移1.25 V±120 mV。
  • LVPECL：差分电压660–965 mV，支持50 Ω端接至Vcc-2 V。

‌4. 功能模块‌

• ‌时钟分配路径‌：每路含分频器、相位同步电路、延迟模块和输出缓冲器。
• ‌控制接口‌：通过MICROWIRE协议（CLK/DATA/LE引脚）配置寄存器，支持输出使能、分频比、延迟等参数编程。
• ‌同步与锁相‌：SYNC*引脚实现多输出同步；LD引脚提供锁相状态指示，可联动GOE引脚控制输出状态。

‌5. 应用设计要点‌

• ‌热管理‌：48引脚WQFN封装（7×7 mm），θJA=27.4°C/W，需通过散热焊盘优化布局。
• ‌滤波与旁路‌：
  • BIAS引脚需接1 μF电容降噪。
  • LDO旁路引脚（LDObyp1/2）分别配置10 μF和0.1 μF电容。
• ‌输入配置‌：OSCin需交流耦合，支持单端输入（OSCin*接地）。

‌6. 典型应用场景‌

• 数据转换器时钟生成（如ADC/DAC）。
• 无线基础设施（基站、DSLAM）。
• 高速串行通信（FPGA/SerDes时钟分配）。

‌7. 注意事项‌

• ‌温度稳定性‌：VCO需通过R15寄存器校准，温度漂移超过±125°C需重新校准以维持锁相。
• ‌输出禁用状态‌：LVDS输出禁用时电平约1.5 V，LVPECL约1 V。

该系列通过高度集成与可编程性，为高频时钟系统提供低噪声、高灵活性的解决方案。