LMK1D210xL：超低附加抖动LVDS缓冲器的卓越之选

在电子设计领域，时钟缓冲器的性能对于整个系统的稳定性和可靠性至关重要。TI推出的LMK1D210xL超低附加抖动LVDS缓冲器系列，凭借其出色的特性和广泛的应用场景，成为了众多工程师的首选。今天，我们就来深入了解一下这款产品。

文件下载：lmk1d2104l.pdf

一、产品特性

1. 高性能LVDS时钟缓冲器家族

LMK1D210xL系列包括LMK1D2102L、LMK1D2104L、LMK1D2106L和LMK1D2108L等型号，支持高达2GHz的频率，能够满足高速时钟信号的传输需求。它具有多种输出配置，如双1:2、双1:4、双1:6和双1:8差分缓冲器，为不同的应用场景提供了灵活的选择。

2. 宽电源电压范围

该系列缓冲器的电源电压范围为1.71V至3.465V，可适应多种电源环境。同时，它还支持双输出共模电压操作，在1.8V电源电压下输出共模电压为0.7V，在2.5V/3.3V电源电压下输出共模电压为1.2V，满足不同系统的共模电压要求。

3. 超低附加抖动和相位噪声

LMK1D210xL具有极低的附加抖动，在12kHz至20MHz的频率范围内，典型值小于17fs RMS（在1250.25MHz时）、小于22fs RMS（在625MHz时）、小于60fs RMS（在156.25MHz时）。其相位噪声底板也非常低，典型值为 -164dBc/Hz（在156.25MHz时），能够有效减少信号抖动和干扰，保证信号的质量。

4. 低传播延迟和输出偏斜

传播延迟最大小于575ps，输出偏斜在LMK1D2102和LMK1D2104型号中最大为15ps，在LMK1D2106和LMK1D2108型号中最大为20ps，器件间偏斜为150ps，确保了信号的准确传输和同步。

5. 高摆幅LVDS和故障安全输入

支持高摆幅LVDS（增强模式），典型VOD为500mV。同时具备故障安全输入功能，通用输入可接受LVDS、LVPECL、LVCMOS、HCSL和CML信号电平，还提供LVDS参考电压VAC_REF，适用于电容耦合输入。

6. 宽工作温度范围

可在 -40°C至105°C的扩展工业温度范围内工作，适应各种恶劣的工作环境。

二、应用领域

1. 电信和网络

在电信和网络设备中，LMK1D210xL可用于时钟信号的分配和缓冲，确保数据的准确传输和同步，提高系统的稳定性和可靠性。

2. 医疗成像

医疗成像设备对时钟信号的精度和稳定性要求极高，LMK1D210xL的低抖动和低相位噪声特性能够满足这些要求，为高质量的成像提供保障。

3. 测试和测量

在测试和测量设备中，精确的时钟信号是保证测量结果准确性的关键。LMK1D210xL可以为测试设备提供稳定可靠的时钟信号，提高测量的精度。

4. 无线基础设施

无线基础设施需要高速、稳定的时钟信号来支持数据的传输和处理。LMK1D210xL的高性能特性能够满足无线基站、路由器等设备的需求。

5. 专业音频、视频和 signage

在专业音频、视频和显示系统中，LMK1D210xL可以确保音视频信号的同步和高质量传输，提升用户的视听体验。

三、产品描述

LMK1D210xL是一款低噪声双时钟缓冲器，可将一个输入信号分配到最多2（LMK1D2102L）、4（LMK1D2104L）、6（LMK1D2106L）或8（LMK1D2108L）个LVDS输出。输入信号可以是LVDS、LVPECL、HCSL、CML或LVCMOS。

该缓冲器专为驱动50Ω传输线而设计，在单端模式下驱动输入时，需将适当的偏置电压应用于未使用的负输入引脚。它提供两种输出共模操作（0.7V和1.2V），适用于不同的工作电源，为直流耦合模式应用提供了设计灵活性。

通过AMP_SELA / AMP_SELB控制引脚，可以选择不同的输出幅度LVDS（350mV）或增强LVDS（500mV），还可以禁用输出。此外，该器件还支持故障安全输入功能，并且内置输入迟滞，可防止在没有输入信号时输出随机振荡。

四、器件比较

不同型号的LMK1D210xL在输出类型、特性、输出摆幅、输出共模电压、封装和封装尺寸等方面存在差异。例如，LMK1D2102L和LMK1D2104L具有全局输出组使能和摆幅控制引脚，而LMK1D2106L和LMK1D2108L具有单独的输出组使能和摆幅控制引脚。工程师可以根据具体的应用需求选择合适的型号。

五、引脚配置和功能

LMK1D210xL系列不同型号的引脚配置有所不同，但主要包括差分/单端时钟输入、组使能和幅度选择、偏置电压输出、差分时钟输出、电源电压和接地等引脚。每个引脚都有其特定的功能，例如IN0_P和IN0_N为差分输入对或单端输入，AMP_SELA和AMP_SELB用于输出组使能/禁用和幅度选择，VAC_REF0和VAC_REF1为电容耦合输入提供偏置电压输出等。

六、规格参数

1. 绝对最大额定值

包括电源电压、输入电压、输出电压、输入电流、连续输出电流、结温、存储温度等参数的最大允许值。超出这些额定值可能会导致器件永久性损坏。

2. ESD额定值

该器件的人体模型（HBM）静电放电额定值为±3000V，充电器件模型（CDM）静电放电额定值为±1000V，具有一定的静电防护能力。

3. 推荐工作条件

包括核心电源电压、电源电压斜坡、工作自由空气温度、工作结温等参数的推荐范围，在这些条件下使用可以保证器件的正常工作和性能。

4. 热信息

提供了不同型号的热阻参数，如结到环境热阻、结到外壳（顶部）热阻、结到电路板热阻等，帮助工程师进行散热设计。

5. 电气特性

详细列出了电源供应特性、AMP_SELA / AMP_SELB输入特性、单端LVCMOS/LVTTL时钟输入特性、差分时钟输入特性、LVDS直流输出特性、LVDS交流输出特性等参数的测试条件和典型值、最大值、最小值，为电路设计提供了重要的参考依据。

七、典型特性

文档中展示了LMK1D210xL缓冲器的典型特性曲线，包括电流消耗与频率的关系、VOD与频率的关系、直流输出共模电压、相位噪声/输出抖动等。这些特性曲线可以帮助工程师更好地了解器件在不同工作条件下的性能表现。

八、参数测量信息

介绍了LVDS输出的直流和交流配置、DC耦合LVCMOS输入的测试方法，以及输出电压和上升/下降时间、输出偏斜和器件间偏斜、输出过冲和下冲、输出交流共模等参数的测量方法和定义。同时，还解释了差分电压测量的两种不同定义，帮助工程师准确理解和测量差分信号。

九、详细描述

1. 概述

LMK1D210xL LVDS驱动器使用CMOS晶体管控制输出电流，因此需要适当的偏置和端接来确保器件的正确运行和信号完整性。推荐在接收器端的两个50Ω线路之间使用100Ω的LVDS端接电阻，可以采用直流耦合或交流耦合端接方式。

2. 功能框图

展示了LMK1D2102和LMK1D2104、LMK1D2106和LMK1D2108的功能框图，清晰地呈现了器件的内部结构和信号流程。

3. 特性描述

• 输出共模：LMK1D210xL系列缓冲器具有多种输出共模操作，可通过电源选择所需的输出共模电压。对于LMK1D2106L和LMK1D2108L，VDDA和VDDB组电源需要具有相同的电源电压才能实现正确的输出共模操作。
• 故障安全输入：支持故障安全输入操作，允许在施加VDD之前驱动器件输入而不会损坏器件。同时，内置输入迟滞可防止在没有输入信号时输出随机振荡。

4. 器件功能模式

• 输出使能/禁用和幅度选择：通过AMP_SELA和AMP_SELB引脚可以选择不同的输出摆幅并禁用输出。LMK1D2102L和LMK1D2104L只有AMP_SELA引脚用于全局控制两个输出组，而LMK1D2106L和LMK1D2108L有两个引脚（AMP_SELA、AMP_SELB）用于单独控制输出组。
• LVDS输出端接：推荐未使用的输出通过100Ω电阻进行差分端接，以获得最佳性能。可以采用直流和交流耦合方式将LMK1D210xL连接到LVDS接收器输入。
• 输入端接：LMK1D210xL输入可以与LVDS、LVPECL、HCSL或LVCMOS驱动器接口，不同类型的驱动器连接方式有所不同。对于未使用的输入，推荐使用1kΩ电阻将两个输入引脚（INP、INN）接地。

十、应用和实现

1. 应用信息

LMK1D210xL是一款低附加抖动的通用LVDS扇出缓冲器，具有双输入和双输出组，适用于需要高性能时钟分配的应用，以及对低功耗和空间有要求的应用。

2. 典型应用

• 设计要求：在JESD204B/C ADC系统中，LMK1D210xL可用于扇出ADC时钟和SYSREF时钟。其低输出到输出偏斜、极低的附加抖动和出色的双组间杂散抑制能力，使其成为向JESD204B/C AFE系统分配各种时钟的简单、可靠且低成本的解决方案。
• 详细设计过程：根据输入类型选择合适的输入端接方式，根据接收器应用选择合适的输出端接方案。推荐未使用的输出通过100Ω电阻进行差分端接。在ADC时钟和SYSREF时钟的应用中，需要考虑不同的输出接口方案和电源滤波、旁路等问题。
• 应用曲线：展示了LMK1D210xL在低噪声156.25MHz源驱动下的参考相位噪声和输出相位噪声曲线，结果表明该器件具有较低的附加噪声。

3. 电源供应建议

高性能时钟缓冲器对电源噪声敏感，因此需要采取措施减少系统电源的噪声。推荐使用滤波电容消除电源的低频噪声，使用旁路电容为高频噪声提供低阻抗路径，并在电路板电源和芯片电源之间插入铁氧体磁珠，以隔离时钟驱动器产生的高频开关噪声。

4. 布局

• 布局指南：为了保证可靠性和性能，芯片的结温必须限制在最大135°C以内。器件封装有一个暴露的焊盘，为热量传递到印刷电路板（PCB）提供了主要路径。在PCB设计中，应在封装的足迹内包含一个热焊盘图案，并通过多个过孔连接到接地平面，以最大化封装的散热效果。
• 布局示例：文档中提供了不同型号的PCB布局示例，包括顶层和接地层的布局，为工程师进行PCB设计提供了参考。

十一、器件和文档支持

1. 文档支持

提供了相关的文档链接，如评估板用户指南、模拟设计期刊、应用笔记等，帮助工程师深入了解和使用该器件。

2. 接收文档更新通知

工程师可以在ti.com上的器件产品文件夹中注册通知，以接收文档更新的每周摘要，及时了解产品信息的变化。

3. 支持资源

TI E2E™支持论坛是工程师获取快速、可靠答案和设计帮助的重要来源，可以在论坛上搜索现有答案或提出自己的问题。

4. 静电放电注意事项

该集成电路可能会受到静电放电（ESD）的损坏，因此在处理和安装时需要采取适当的预防措施，以避免ESD损坏导致的性能下降或器件失效。

5. 术语表

提供了TI术语表，解释了相关的术语、首字母缩写词和定义，帮助工程师更好地理解文档内容。

十二、机械、封装和可订购信息

详细介绍了不同型号的封装信息，包括封装外形、尺寸、引脚数量等，以及磁带和卷轴信息、可订购的零件编号、状态、材料类型、封装数量、载体、RoHS合规性、引脚镀层/球材料、MSL评级/峰值回流温度、工作温度、零件标记等信息，方便工程师进行采购和设计。

总之，LMK1D210xL超低附加抖动LVDS缓冲器以其卓越的性能和丰富的特性，为电子工程师在时钟信号处理和分配方面提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师可以根据具体的需求和设计要求，充分发挥该器件的优势，打造出高性能、稳定可靠的电子系统。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享交流。