高速逻辑之HMC850LC3：1:2扇出缓冲器的卓越表现

在高速数据传输和时钟管理领域，一款性能出色的扇出缓冲器至关重要。今天，我们就来深入了解一下HMC850LC3这款28 Gbps、具备可编程输出电压的1:2扇出缓冲器。

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一、典型应用场景

HMC850LC3具有广泛的应用场景，它在多个领域都能发挥重要作用：

• RF ATE应用：在射频自动测试设备中，它能够提供稳定可靠的数据传输和时钟缓冲，确保测试的准确性和高效性。
• 宽带测试与测量：对于宽带信号的处理和测量，HMC850LC3可以满足高速数据传输的需求，为测试和测量工作提供有力支持。
• 高达28 Gbps的串行数据传输：能够实现高速的数据传输，适用于对数据传输速率要求较高的应用场景。
• 高达20 GHz的时钟缓冲：为时钟信号提供稳定的缓冲，保证时钟信号的准确性和稳定性。

二、功能特性

1. 输入特性

• 内部50欧姆终端：输入内部端接到50欧姆，有助于减少反射，提高信号传输的质量。
• 直流耦合差分输入：差分输入采用直流耦合方式，能够更好地处理直流偏置信号。

2. 传输特性

• 传播延迟：传播延迟仅为75 ps，确保信号能够快速准确地传输。
• 快速上升和下降时间：上升和下降时间分别为16 ps和15 ps，能够快速响应信号的变化。

3. 输出特性

• 可编程差分输出电压摆幅：输出电压摆幅可在600 - 1100 mV之间进行编程，能够根据不同的应用需求进行调整。
• 输出模式：输出可以采用单端或差分模式，并且应交流或直流耦合到连接到地的50欧姆电阻。

4. 功耗与封装

• 低功耗：功耗仅为315 mW，具有较低的能耗。
• 小型封装：采用16引脚陶瓷3x3 mm SMT封装，尺寸仅为9 mm²，节省了电路板空间。

三、电气规格

在 (T_{A}=+25^{circ} C) ， (Vee = -3.3 ~V) ， (VR = 0 ~V) 的条件下，HMC850LC3的电气规格如下：	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
电源电压		-3.6	-3.3	-3.0	V
电源电流			95		mA
最大数据速率			28		Gbps
最大时钟速率			20		GHz
输入电压范围		-1.5		0.5	V
输入电压差分		100		2000	mV
输入回波损耗	频率 <20 GHz		10		dB
输出幅度（单端，峰 - 峰）			550		mVp - p
输出幅度（差分，峰 - 峰）		1100			mVp - p
输出高电压			-10		mV
输出低电压			-550		mV
输出上升/下降时间（单端，20% - 80%）			16 / 15		ps
输出回波损耗	频率 <20 GHz		10		dB
小信号增益			28		dB
随机抖动 (J_R)（均方根）			0.2		ps rms
确定性抖动 (J_D)	(delta - delta) ， (2^{15} - 1) PRBS输入 [1]		2	6	ps
传播延迟 (t_d)			75		ps
D1到D2数据偏斜 (t_{SKEW})			1	3	ps

注：[1] 确定性抖动在13 Gbps下，使用300 mVpp， (2^{15} - 1) PRBS输入序列进行测量。

四、绝对最大额定值

在使用HMC850LC3时，需要注意其绝对最大额定值，以确保设备的安全可靠运行：

• 电源电压（Vee）： -3.75 V到 +0.5 V
• 输入信号： -2 V到 +0.5 V
• 输出信号： -1.5 V到 +0.5 V
• 结温： 125 °C（85 °C以上降额17 mW/°C）
• 连续功耗（T = 85 °C）： 0.68 W
• 最坏情况下设备到封装散热片的热阻（(R_{th j - p})）： 59 °C/W
• 存储温度： -65 °C到 +150 °C
• 工作温度： -40 °C到 +85 °C
• ESD灵敏度（HBM）： 1C类

五、引脚描述

引脚编号	功能	描述	接口原理图
1, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16	GND	这些引脚必须连接到高质量的RF/DC接地。
2, 3, 10, 11	D1P, D1N, D2N, D2P	差分数据输出：电流模式逻辑（CML）参考正电源。
6, 7	DINP, DINN	差分数据输入：电流模式逻辑（CML）参考正电源
14	VR	输出电平控制。可根据“输出差分与VR”曲线通过向VR施加电压来增加或降低输出电平。
15 Package Base	Vee	这些引脚和外露散热片必须连接到负电压电源。

六、评估PCB与应用电路

1. 评估PCB

评估PCB包含了多种元件，如PCB安装K RF连接器、DC引脚、电容器、电阻器和HMC850LC3扇出缓冲器等。在设计应用电路时，应采用RF电路设计技术，信号线路应具有50欧姆阻抗，封装接地引脚应直接连接到接地平面，外露金属封装底座必须连接到Vee，并使用足够数量的过孔连接顶部和底部接地平面。评估电路板可向Hittite申请获取，正常运行时需在JP1上安装跳线将VR短接到GND。

2. 应用电路

应用电路中包含了电容、电阻等元件，通过合理的连接方式，实现了HMC850LC3的正常工作。这种电路设计能够为实际应用提供参考，确保设备在不同场景下的稳定运行。

七、总结

HMC850LC3作为一款高性能的1:2扇出缓冲器，在高速数据传输和时钟管理方面表现出色。其丰富的功能特性、明确的电气规格和合理的引脚设计，使其适用于多种应用场景。作为电子工程师，在设计高速电路时，HMC850LC3是一个值得考虑的选择。大家在实际应用中是否遇到过类似的扇出缓冲器呢？它们的性能和使用体验又如何呢？欢迎在评论区分享你的经验和看法。