CDCLVC11xx：高性能LVCMOS时钟缓冲器的卓越之选

在电子设计领域，时钟缓冲器的性能对于系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。今天，我们将深入探讨德州仪器（Texas Instruments）的CDCLVC11xx系列3.3 - V和2.5 - V LVCMOS高性能时钟缓冲器，为大家详细解析其特性、应用及设计要点。

文件下载：cdclvc1108.pdf

产品特性

高性能与低抖动、低偏斜

CDCLVC11xx是一个模块化、高性能、低偏斜的通用时钟缓冲器系列，提供1:2、1:3、1:4、1:6、1:8、1:10和1:12等七种不同的扇出变化。该系列具有极低的引脚间偏斜（小于50 ps）和极低的附加抖动（小于100 fs），能够确保信号的高精度传输。

宽工作电压与温度范围

支持3.3 V和2.5 V两种供电电压，最大工作频率分别为250 MHz（3.3 V）和180 MHz（2.5 V）。工作温度范围为 - 40°C至85°C，适用于各种恶劣的工业和消费环境。

封装兼容性

采用8、14、16、20和24引脚的TSSOP封装，所有引脚兼容，方便设计和替换。

应用领域

CDCLVC11xx适用于通用通信、工业和消费应用等多个领域。其低附加抖动和低输出偏斜的特性，使其能够满足这些领域对时钟信号稳定性和准确性的要求。

详细规格

绝对最大额定值

在绝对最大额定值方面，该系列器件的供电电压范围为 - 0.5 V至4.6 V，输入和输出电压范围为 - 0.5 V至VDD + 0.5 V（最大值限制为4.6 V）。输入电流范围为 - 20 mA至20 mA，连续输出电流范围为 - 50 mA至50 mA。最大结温为125°C，存储温度范围为 - 65°C至150°C。

推荐工作条件

推荐工作条件下，3.3 V供电时，供电电压范围为3.0 V至3.6 V；2.5 V供电时，供电电压范围为2.3 V至2.7 V。输入低电平电压为VDD / 2 - 600 mV（3.0 V至3.6 V）或VDD / 2 - 400 mV（2.3 V至2.7 V），输入高电平电压为VDD / 2 + 600 mV（3.0 V至3.6 V）或VDD / 2 + 400 mV（2.3 V至2.7 V）。输入阈值电压为VDD / 2 mV，输入转换速率为1 V/ns至4 V/ns，CLKIN的最小脉冲宽度为1.8 ns（3.0 V至3.6 V）或2.75 ns（2.3 V至2.7 V），LVCMOS时钟输入频率为DC至250 MHz（3.0 V至3.6 V）或DC至180 MHz（2.3 V至2.7 V），工作环境温度为 - 40°C至85°C。

热信息

该系列器件的热信息包括结到环境的热阻（RθJA）和结到外壳（顶部）的热阻（RθJC(top)）。不同型号的热阻有所差异，具体数值可参考文档中的表格。

电气特性

电气特性方面，静态器件电流（IDD）在不同供电电压下有所不同，典型值为6 mA（3.6 V）或3 mA（2.7 V）。功耗电容（CPD）在3.3 V和2.5 V供电时分别为6 pF和4.5 pF（f = 10 MHz）。输入泄漏电流（II）为8 µA，输出阻抗（ROUT）在3.3 V供电时为45 Ω至60 Ω。

开关特性

开关特性方面，传播延迟（tPLH、tPHL）在3.3 V供电时为0.8 ns至2.0 ns，2.5 V供电时为1 ns至2.6 ns。输出偏斜（tsk(o)）小于50 ps，上升和下降时间（tr/tf）在不同供电电压下有所不同。输出禁用时间（tDIS）和输出启用时间（tEN）在3.3 V供电时小于6 ns，2.5 V供电时小于10 ns。脉冲偏斜（tsk(p)）和部分到部分偏斜（tsk(pp)）也有相应的规格要求。附加抖动（tjitter）在12 kHz至20 MHz范围内，fOUT = 250 MHz（3.3 V）时小于100 fs，fOUT = 180 MHz（2.5 V）时小于350 fs。

应用与实现

应用信息

CDCLVC11xx系列是一种低附加抖动的LVCMOS缓冲器解决方案，能够在3.3 V下达到250 MHz的工作频率，在2.5 V下达到180 MHz的工作频率。其低输出偏斜和异步输出使能功能，能够根据应用需求同时启用或禁用缓冲时钟输出。

典型应用

以一个背板应用为例，CDCLVC1104被配置为将100 - MHz信号从本地LVCMOS振荡器扇出，CPU通过1G控制输出状态。在这个应用中，CPU时钟可以接受全摆幅直流耦合的LVCMOS信号，通过在CDCLVC11xx附近放置一个串联电阻，使走线的特性阻抗与负载匹配，以减少反射。FPGA时钟同样采用直流耦合，并在CDCLVC11xx附近放置适当的串联电阻。PLL可以接受较低幅度的信号，因此采用了戴维南等效终端。由于PLL接收器具有内部偏置，当共模电压不匹配时，可以使用交流耦合。

详细设计步骤

在设计过程中，需要参考电气特性表，确定匹配CDCLVC11xx输出阻抗和传输线特性阻抗所需的串联电阻。未使用的输出可以悬空。同时，要参考电源供应建议部分，采用推荐的滤波技术。

电源供应建议

高性能时钟缓冲器对电源噪声非常敏感，电源噪声会显著增加缓冲器的附加抖动。因此，必须降低系统电源的噪声，特别是在对抖动和相位噪声要求较高的应用中。建议使用滤波电容消除电源的低频噪声，旁路电容为高频噪声提供极低的阻抗路径，保护电源系统免受感应波动的影响。旁路电容应尽可能靠近电源端子，并采用短回路布局，以减少电感。TI建议在每个电源端子附近添加高频（如0.1 µF）旁路电容。此外，可以在板级电源和芯片电源之间插入铁氧体磁珠，隔离时钟缓冲器产生的高频开关噪声，但要选择直流电阻极低的铁氧体磁珠，以确保芯片电源端子的电压不低于正常工作所需的最低电压。

布局建议

布局指南

在PCB布局方面，建议使用0402尺寸的旁路电容，以方便信号布线。旁路电容与器件电源之间的连接应尽可能短，电容的另一侧应通过低阻抗连接接地平面。

布局示例

文档中提供了PCB的概念布局图，展示了旁路电容的推荐放置位置。实际设计时，可以参考该布局图进行优化。

设备与文档支持

相关链接

文档中提供了CDCLVC11xx系列各型号的相关链接，包括产品文件夹、样品与购买、技术文档、工具与软件以及支持与社区等方面的链接，方便用户获取更多信息。

文档更新通知

用户可以在ti.com上导航到设备产品文件夹，点击右上角的“Alert me”进行注册，以接收文档更新的每周摘要通知。同时，可以查看修订历史记录，了解文档的具体更改内容。

社区资源

TI提供了E2E™在线社区和设计支持资源，用户可以在e2e.ti.com上与其他工程师交流，分享知识，解决问题。

机械、封装与订购信息

该系列器件提供多种封装选项，包括TSSOP封装的不同引脚数。文档中详细列出了可订购的部件编号、状态、材料类型、封装、引脚数、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、工作温度和部件标记等信息。同时，还提供了封装材料信息，包括磁带和卷轴的尺寸、管的尺寸等。

总结

CDCLVC11xx系列时钟缓冲器以其高性能、低抖动、低偏斜和宽工作范围等特性，为电子工程师在设计通用通信、工业和消费应用时提供了可靠的选择。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的型号，并注意电源供应、布局和封装等方面的设计要点，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。