LMK00308EVM评估模块使用指南：从入门到精通

一、引言

在电子设计领域，时钟信号的稳定与准确至关重要。LMK00308EVM评估模块为工程师们提供了一个验证LMK00308时钟缓冲器功能和性能的有效平台。本文将详细介绍该评估模块的使用方法和技术要点，希望能帮助工程师们更好地利用这一工具。

文件下载：LMK00308EVM/NOPB.pdf

二、模块概述

2.1 基本描述

LMK00308是一款3 - GHz、8输出差分时钟缓冲器，主要用于高频、低附加抖动的时钟分配和电平转换。LMK00308EVM评估模块则可以让用户验证该器件的功能和性能指标。如需了解其详细功能和规格，可参考LMK00308的数据手册。

2.2 主要特性

• 低噪声时钟扇出：通过两组四个差分输出和一个LVCMOS输出实现。
• 可选差分输出类型：包括LVPECL、LVDS、HCSL或Hi - Z。
• 3:1输入多路复用器：具备两个通用输入缓冲器和一个晶体振荡器接口。
• DIP开关控制：可对设备配置进行控制。
• 电源灵活：采用3.3 V核心和3个独立的3.3 V/2.5 V输出电源（每个输出组一个），可使用外部电源输入，也可选择板载的LP3878 - ADJ LDO或LMZ10500开关稳压器。
• 输入输出接口：支持AC或DC耦合，具有低偏斜、可控阻抗走线和边缘SMA连接器。

三、快速设置

3.1 输出模式开关设置

首先，要确保输出模式控制开关S1[1:5]的状态与表1中的默认输出时钟接口状态相匹配。例如，S1[1] / CLKoutB_Type1为OFF时，Bank B输出为LVDS；S1[5] / REFout_EN为ON时，REFout（CMOS）启用。

3.2 电源连接

将4 - 6 V电源连接到标记为J2的电源块的VCC_EXT和GND端子，为板载LDO稳压器供电，向IC的VCC和VCCO轨提供3.3 V电压。当电源开启时，VCC和VCCO状态LED应亮起绿色。

3.3 时钟输入选择

根据表2，使用输入选择控制开关S1[6:7]设置所需的时钟输入。可以选择板载25 MHz晶体（Y1），无需外部时钟源；也可将差分时钟源连接到标记为CLKin0/0或CLKin1/1的SMA接口。默认情况下，这些差分输入为AC耦合，并在器件附近以100欧姆差分端接。若要配置单端输入，可参考“时钟输入”部分。

3.4 输出测量

使用SMA电缆将任何标记为CLKoutA#/A#、CLKoutB#/B#或REFout的时钟输出SMA连接到示波器或其他测试仪器。输出时钟将是所选时钟输入或晶体振荡器的电平转换/缓冲副本。需注意，所有输出时钟均与SMA连接器AC耦合，以确保与RF仪器安全使用。同时，未正确端接的有源输出走线可能会导致信号反射，影响信号质量和测量精度，因此要对未使用的输出走线进行适当端接或断开连接。

四、信号路径与控制开关

4.1 输入信号支持

LMK00308支持CLKin0和CLKin1上的单端或差分时钟，第三个输入OSCin具有集成的晶体振荡器接口，支持基模、AT切割晶体或外部单端时钟。为实现最大工作频率和最低附加抖动，建议在CLKin0或CLKin1端口使用高转换速率（>3 V/ns）的差分输入时钟。

4.2 输出模式选择

该器件提供多达8个差分输出，输出模式可通过引脚选择（LVPECL、LVDS、HCSL或Hi - Z）。此外，REFout具有固定的LVCMOS缓冲器和输出使能输入。所有控制引脚都通过控制DIP开关S1进行配置，输入选择逻辑、Bank A和Bank B的输出模式选择逻辑以及REFout使能逻辑分别在表2、表3、表4和表5中给出。

五、电源供应

5.1 电源配置灵活性

EVM上的电源供应部分提供了使用板载稳压器或直接电源输入为设备供电的灵活性。用户可以通过0欧姆电阻选项组合来修改EVM电源供应配置。默认情况下，板载LDO稳压器U3向VCC和VCCO轨提供3.3 V电压。若要修改电源配置，可根据表6填充电阻选项，并向EVM电源输入施加适当的电压。

5.2 独立输出电源电压

在EVM的底部，电阻选项可灵活地为三个独立的输出电源引脚（VCCOA、VCCOB和VCCOC）从VCC或VCCO轨供电。当不同输出组需要不同电压时，这种配置非常有用。例如，Bank A输出需要3.3 V LVPECL电平，Bank B输出需要2.5 V LVPECL电平，REFout需要2.5 V LVCMOS电平时，可将VCCOA连接到VCC（3.3 V），将VCCOB和VCCOC连接到VCCO（2.5 V）。不过，使用LMZ10500开关稳压器为设备供电时，与LP3878 - ADJ相比，其较高的输出噪声电压可能会导致输出相位噪声底在低偏移频率处略有增加以及出现低电平杂散，但设备的高PSRR有助于最小化电源引起的抖动。

六、时钟输入

6.1 输入配置方式

标记为CLKin0 & CLKin0和CLKin1 & CLKin1的SMA输入可配置为接收差分时钟或单端时钟。差分输入时钟能实现最佳性能，这也是两个CLKin端口的默认配置。CLKin0和CLKin1路径都包含一些选项，可让用户灵活配置设备输入的端接、偏置和耦合。

6.2 单端输入配置步骤

若要在CLKin0上配置AC或DC耦合的单端时钟输入，可按以下步骤操作（CLKin1可类似修改）：

1. 移除R24（100欧姆差分端接）。
2. 在R30上安装51欧姆电阻以端接CLKin0（驱动输入）。
3. 在C10上安装0.1 uF作为旁路电容。
4. 根据需要修改为AC或DC耦合输入：
   • AC耦合输入：在R23上安装0欧姆电阻，使CLKin0*输入引脚通过C17与地AC耦合。
   • DC耦合输入：将R22和R28替换为0欧姆电阻以DC耦合输入路径；使用R21和R23从VCC形成分压器，用接近DC耦合输入信号（在CLKin0上）共模电压的参考电压偏置CLKin0*（非驱动输入）。

七、晶体振荡器接口

7.1 晶体支持与选择

LMK00308具有集成的晶体振荡器接口（OSCin/OSCout），支持基模、AT切割晶体。如果选择晶体输入，板载XTAL（Y1或Y2）将启动，可在任何启用的输出上测量振荡器时钟。默认情况下，Y1上安装了25.000 MHz XTAL，也可在Y2上安装3.2 x 2.5 mm XTAL或3.3 V XO（3.3 V CMOS或削波正弦波），但一次只能使用一个XTAL占位。

7.2 外部负载电容计算

使用XTAL时，外部负载电容C18和C22的值取决于晶体的指定负载电容(C{L})、设备的OSCin输入电容(C{IN})（典型值为1 pF）和PCB杂散电容(C{STRAY})（约1 pF）。以所选25 MHz晶体指定的(C{L})为18 pF为例，假设外部负载电容值相等以实现最佳对称性，可按公式(C{EXT}=(C{L}-C{IN}-C{STRAY}) * 2)计算，得到(C_{EXT})约为33 pF（最接近的标准值）。为限制晶体功耗，在OSCout引脚和晶体之间放置了一个1 kohm电阻。

7.3 单端输入配置

若要在OSCin上配置单端时钟输入，需移除R34和R37以断开晶体连接，在C24上安装0.1 uF以提供从标记为OSCin的SMA输入到设备输入的AC耦合路径，该输入具有内部偏置。注意，OSCin路径在R42上有一个51欧姆端接。

八、时钟输出

8.1 默认输出配置

默认情况下，Bank A输出配置为LVPECL模式，用160欧姆电阻源端接，并与标记为CLKoutA#+ / CLKoutA# - 的SMA连接器AC耦合；Bank B输出配置为LVDS，并与标记为CLKoutB#+ / CLKoutB# - 的SMA连接器AC耦合；REFout是LVCMOS输出，与它的SMA连接器AC耦合。

8.2 输出模式修改

若要修改输出接口以适应不同的输出模式，可参考原理图部分的修改说明。同时，有源输出走线应适当端接，否则可通过移除0欧姆串联电阻将未使用的输出引脚与输出走线断开连接。

8.3 2.5 V Vcco下的LVPECL和LVCMOS输出

LVPECL和LVCMOS输出电平取决于输出驱动器各自的Vcco电源。当输出组配置为LVPECL且其Vcco电源为2.5 V时，建议将接地的160欧姆端接电阻替换为较低的值，如91欧姆，以保持每个输出上的适当DC偏置电流。

九、总结与注意事项

9.1 总结

LMK00308EVM评估模块为工程师提供了一个全面的平台来验证LMK00308时钟缓冲器的性能。通过合理配置电源、时钟输入和输出，以及正确使用控制开关，工程师可以充分发挥该模块的功能。

9.2 注意事项

在使用该评估模块时，要严格遵守相关的安全规定和操作指南。例如，确保在推荐的规格和环境条件下操作，避免超出指定的EVM额定值（如输入和输出电压、电流、功率和环境范围），以免造成财产损失、人身伤害或死亡。对于安全关键或生命关键应用，必须特别通知TI并签订单独的保证和赔偿协议。同时，要注意不同地区的法规要求，如日本的电波法规定，使用该产品时需遵循相应的规定。

你在使用LMK00308EVM评估模块的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。