CDCLVP1204四LVPECL输出,高性能时钟缓冲器

元器件信息   2022-11-21 09:43   403   0  

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特点

•2:4差动缓冲器

•通过控制终端的可选时钟输入

•通用输入接受LVPECL、LVDS和LVCMOS/LVTTL

•四个LVPECL输出

•最大时钟频率:2 GHz

•最大铁芯电流消耗:45毫安

•非常低的附加抖动:<100 fs,10 kHz至20 MHz偏移范围内的RMS:

–57 fs,122.88 MHz下的RMS(典型值)

–在156.25兆赫时为48 fs,RMS(典型值)

–312.5兆赫时为30 fs,RMS(典型值)

•2.375-V至3.6-V设备电源

•最大传播延迟:450 ps

•最大输出偏差:15 ps

•LVPECL参考电压,VAC_REF,可用于电容耦合输入

•工业温度范围:–40°C至+85°C

•支持105°C PCB温度(在热垫处测量)

•ESD保护超过2千伏(HBM)

应用

•无线通信

•电信/网络

•医学成像

•测试和测量设备

说明

CDCLVP1204是一个多用途、低附加抖动缓冲器,它可以从两个可选的LVPECL、LVDS或LVCMOS输入中的一个产生四个LVPECL时钟输出副本,用于各种通信应用。它的最大时钟频率高达2千兆赫。CDCLVP1204具有一个片上多路复用器(MUX),用于选择两个输入中的一个,这两个输入可以很容易地单独通过控制终端配置。整体加性抖动性能小于0.1ps,均方根从10khz到20mhz,整体输出偏差低至15ps,使该设备成为高要求应用的完美选择。

CDCLVP1204时钟缓冲器将两个可选择的时钟输入(IN0,IN1)中的一个分配给四对差分LVPECL时钟输出(OUT0,OUT3),时钟分配的偏差最小。CDCLVP1204可以将两个时钟源接收到输入多路复用器中。输入可以是LVPECL、LVDS或LVCMOS/LVTTL。

CDCLVP1204专为驱动50Ω传输线而设计。以单端模式驱动输入时,必须将LVPECL偏置电压(VAC_-REF)施加到未使用的负极输入端子上。但是,对于高达2GHz的高速性能,强烈建议使用差分模式。

CDCLVP1204的特点是在-40°C到+85°C之间工作。

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时序图

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(1)、输出偏差的计算方法如下:最快和最慢tPHLn之间的差值(n=0,1,2….11),或最快和最慢tPHLn之间的差值(n=0,1,2….11)。

(2)、部分对部分倾斜的计算结果如下:在多个设备上最快和最慢的tPHLn(n=0,1,2….11)之间的差异,或在多个设备上最快和最慢的tPHLn(n=0,1,2….11)之间的差异。

典型特征TA=–40°C至+85°C(除非另有说明)。

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参数测量信息

测试配置

图5到图11说明了如何为CDCLVP1204的每个块的各种测试配置设置设备。

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测试配置

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详细说明

概述

CDCLVP1204是LVPECL输出的开路发射器。因此,需要适当的偏压和终端,以确保设备的正确操作,并将信号完整性降至最低。LVPECL输出的正确端接为50Ω至(VCC–2)V,但该直流电压在PCB上不易获得。为此,本文设计了一种直接耦合和耦合两种结构的LVPECL终端戴维南等效电路。这些配置分别如图12(a和b)所示(VCC=2.5V)和图13(a和b)所示(VCC=3.3V)。建议将所有电阻元件靠近驱动器端或接收器端。如果驱动器和接收器的电源电压不同,则需要交流耦合。

功能框图

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特征描述

CDCLVP1204是一种低附加抖动,通用于具有2个可选输入的LVPECL扇出缓冲区。小封装、低输出偏斜和低附加抖动使得器件在要求苛刻的应用中非常灵活。

设备功能模式

CDCLVP1204的两个输入在内部混合在一起,可以通过控制引脚进行选择。未使用的输入和输出可以保持浮动,以降低整体组件成本。交流和直流耦合方案都可以与CDCLVP1204一起使用,以提供更大的系统灵活性。

LVPECL输出端接

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输入端接

CDCLVP1204输入可以与LVPECL、LVDS或LVCMOS驱动器接口。图14说明了如何将LVCMOS输入直流耦合到CDCLVP1204。串联电阻(RS)必须靠近LVCMOS驱动器;其值是根据传输线阻抗和驱动器输出阻抗之间的差值计算的。

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图15显示了如何将LVDS输入与CDCLVP1204进行直流耦合。图16和图17分别描述了VCC=2.5V和VCC=3.3V时,将LVPECL输入耦合到CDCLVP1204的方法。

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图18和图19分别显示了VCC=2.5V和VCC=3.3V时,CDCLVP1204的交流耦合差分输入技术。建议将所有电阻元件靠近驱动器端或接收器端。如果驱动器和接收器的电源电压不同,则需要交流耦合。

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应用和实现

注意:以下应用程序部分中的信息不属于TI组件规范的一部分,TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定部件是否适合其用途。客户应验证和测试其设计实现,以确认系统功能。

申请信息

CDCLVP1204是一个低附加抖动的LVPECL扇出缓冲器,它可以生成两个可选的LVPECL、LVDS或LVCMOS输入的四个副本。CDCLVP1204可以接受高达2ghz的基准时钟频率,同时提供低输出偏差。

典型应用

线路卡应用扇形输出缓冲器

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典型应用(续)

设计要求

图20所示的CDCLVP1204被配置为能够选择两个输入,一个来自背板的156.25兆赫LVPECL时钟,或一个次级156.25兆赫LVCMOS 2.5伏振荡器。如图所示,任意一个信号都可以分散到所需的设备上。

配置示例在具有以下属性的线卡应用程序中驱动4个LVPECL接收器:

•PHY设备具有内部交流耦合和适当的终端和偏置。CDCLVP1204需要在驱动器附近配备86Ω发射电阻,以确保正常工作。

•ASIC能够与2.5 V LVPECL驱动器(如CDCLVP1204)进行直流耦合。该ASIC具有内部终端,因此不需要额外的组件。

•FPGA需要外部交流耦合,但有内部终端。同样,在CDCLVP1204附近放置86Ω发射极电阻器,并放置0.1μF以提供交流耦合。类似地,CPU内部端接,需要外部交流耦合电容器。

详细设计程序

有关正确的输入端接,请参阅输入端接,这取决于单端或差分输入。

有关取决于接收器应用的输出终止方案,请参阅LVPECL输出终止。

未使用的输出可以保持浮动。

在本例中,PHY、ASIC和FPGA/CPU需要不同的方案。电源滤波和旁路是低噪声应用的关键。

有关推荐的过滤技术,请参阅电源建议。在SCAU032的CDCLVP1204评估模块上提供了参考布局。

应用曲线

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CDCLVP12xx的低附加噪声可以在这个线路卡应用程序中显示。具有32 fs RMS抖动的低噪声156.25 MHz XO驱动CDCLVP12xx,当集成从10 kHz到20 MHz时产生57 fs RMS。由此产生的附加抖动对于此配置是低47 fs RMS。

电源建议

高性能的时钟缓冲器对电源上的噪声敏感,这会显著增加缓冲器的附加抖动。因此,必须降低来自系统电源的噪声,特别是当抖动/相位噪声对应用非常关键时。

滤波电容器用于消除电源的低频噪声,其中旁路电容器为高频噪声提供极低阻抗路径,并保护电源系统不受感应波动的影响。这些旁路电容器还提供装置要求的瞬时电流浪涌,必须具有低等效串联电阻(ESR)。为了正确使用旁路电容器,必须将它们放置在离电源端子非常近的地方,并用短回路布置,以使电感最小化。建议增加尽可能多的高频(例如,0.1-μF)旁路电容器,因为封装中有电源端子。建议(但不是必需)在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;这些磁珠可防止开关噪声泄漏到板电源中。必须选择具有极低直流电阻的适当铁氧体磁珠,以便在电路板电源和芯片电源之间提供足够的隔离,并保持电源端子处的电压高于正常工作所需的最低电压。

图23说明了推荐的电源去耦方法。

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布局

布局指南

CDCLVP1204的功耗可能很高,需要注意热管理。出于可靠性和性能原因,模具温度必须限制在最高125°C。也就是说,据估计,环境温度(TA)加上设备功耗乘以Rθ不得超过125°C。

设备封装有一个外露的衬垫,该衬垫提供到印刷电路板(PCB)的主要散热路径。为了最大限度地散热,一个热着陆模式,包括一个接地平面的多个通孔,必须纳入电路板内封装的足迹。裸露的衬垫必须焊接,以确保包装外有足够的热传导。图24显示了推荐的land和via模式。

布局示例

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热因素

CDCLVP1204支持在热垫处测量的印刷电路板(PCB)上的高温。系统设计器需要确保不超过最大连接温度。Ψjb可以让系统设计人员使用细规热电偶测量板温,并使用方程1反算结温。注意,Ψjb接近Rθ,因为75%到95%的设备热量由PCB散发。更多信息请访问SPRA953和SLUA566。

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例子:

使用四个热通孔的四层JEDEC测试板计算连接导线温度:

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功率inclterm=Imax×V max=186ma×3.6v=669.6mw(包括终端电阻在内的最大功耗)

PowerexclTerm=518.6mw(不包括终端电阻的最大功耗,详见SLYT127)

Δt结=Ψjb×PowerexclTerm=19°C/W×518.6mW=9.85°C t结=Δt结+TChassis=9.85°C+105°C=114.85°C(不违反125°C的最高结温)

包装材料信息

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