CDCLVC11xx：高性能LVCMOS時鐘緩沖器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，時鐘緩沖器的性能對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們將深入探討德州儀器（Texas Instruments）的CDCLVC11xx系列3.3 - V和2.5 - V LVCMOS高性能時鐘緩沖器，為大家詳細解析其特性、應(yīng)用及設(shè)計要點。

文件下載：cdclvc1108.pdf

產(chǎn)品特性

高性能與低抖動、低偏斜

CDCLVC11xx是一個模塊化、高性能、低偏斜的通用時鐘緩沖器系列，提供1:2、1:3、1:4、1:6、1:8、1:10和1:12等七種不同的扇出變化。該系列具有極低的引腳間偏斜（小于50 ps）和極低的附加抖動（小于100 fs），能夠確保信號的高精度傳輸。

寬工作電壓與溫度范圍

支持3.3 V和2.5 V兩種供電電壓，最大工作頻率分別為250 MHz（3.3 V）和180 MHz（2.5 V）。工作溫度范圍為 - 40°C至85°C，適用于各種惡劣的工業(yè)和消費環(huán)境。

封裝兼容性

采用8、14、16、20和24引腳的TSSOP封裝，所有引腳兼容，方便設(shè)計和替換。

應(yīng)用領(lǐng)域

CDCLVC11xx適用于通用通信、工業(yè)和消費應(yīng)用等多個領(lǐng)域。其低附加抖動和低輸出偏斜的特性，使其能夠滿足這些領(lǐng)域?qū)r鐘信號穩(wěn)定性和準確性的要求。

詳細規(guī)格

絕對最大額定值

在絕對最大額定值方面，該系列器件的供電電壓范圍為 - 0.5 V至4.6 V，輸入和輸出電壓范圍為 - 0.5 V至VDD + 0.5 V（最大值限制為4.6 V）。輸入電流范圍為 - 20 mA至20 mA，連續(xù)輸出電流范圍為 - 50 mA至50 mA。最大結(jié)溫為125°C，存儲溫度范圍為 - 65°C至150°C。

推薦工作條件

推薦工作條件下，3.3 V供電時，供電電壓范圍為3.0 V至3.6 V；2.5 V供電時，供電電壓范圍為2.3 V至2.7 V。輸入低電平電壓為VDD / 2 - 600 mV（3.0 V至3.6 V）或VDD / 2 - 400 mV（2.3 V至2.7 V），輸入高電平電壓為VDD / 2 + 600 mV（3.0 V至3.6 V）或VDD / 2 + 400 mV（2.3 V至2.7 V）。輸入閾值電壓為VDD / 2 mV，輸入轉(zhuǎn)換速率為1 V/ns至4 V/ns，CLKIN的最小脈沖寬度為1.8 ns（3.0 V至3.6 V）或2.75 ns（2.3 V至2.7 V），LVCMOS時鐘輸入頻率為DC至250 MHz（3.0 V至3.6 V）或DC至180 MHz（2.3 V至2.7 V），工作環(huán)境溫度為 - 40°C至85°C。

熱信息

該系列器件的熱信息包括結(jié)到環(huán)境的熱阻（RθJA）和結(jié)到外殼（頂部）的熱阻（RθJC(top)）。不同型號的熱阻有所差異，具體數(shù)值可參考文檔中的表格。

電氣特性

電氣特性方面，靜態(tài)器件電流（IDD）在不同供電電壓下有所不同，典型值為6 mA（3.6 V）或3 mA（2.7 V）。功耗電容（CPD）在3.3 V和2.5 V供電時分別為6 pF和4.5 pF（f = 10 MHz）。輸入泄漏電流（II）為8 μA，輸出阻抗（ROUT）在3.3 V供電時為45 Ω至60 Ω。

開關(guān)特性

開關(guān)特性方面，傳播延遲（tPLH、tPHL）在3.3 V供電時為0.8 ns至2.0 ns，2.5 V供電時為1 ns至2.6 ns。輸出偏斜（tsk(o)）小于50 ps，上升和下降時間（tr/tf）在不同供電電壓下有所不同。輸出禁用時間（tDIS）和輸出啟用時間（tEN）在3.3 V供電時小于6 ns，2.5 V供電時小于10 ns。脈沖偏斜（tsk(p)）和部分到部分偏斜（tsk(pp)）也有相應(yīng)的規(guī)格要求。附加抖動（tjitter）在12 kHz至20 MHz范圍內(nèi)，fOUT = 250 MHz（3.3 V）時小于100 fs，fOUT = 180 MHz（2.5 V）時小于350 fs。

應(yīng)用與實現(xiàn)

應(yīng)用信息

CDCLVC11xx系列是一種低附加抖動的LVCMOS緩沖器解決方案，能夠在3.3 V下達到250 MHz的工作頻率，在2.5 V下達到180 MHz的工作頻率。其低輸出偏斜和異步輸出使能功能，能夠根據(jù)應(yīng)用需求同時啟用或禁用緩沖時鐘輸出。

典型應(yīng)用

以一個背板應(yīng)用為例，CDCLVC1104被配置為將100 - MHz信號從本地LVCMOS振蕩器扇出，CPU通過1G控制輸出狀態(tài)。在這個應(yīng)用中，CPU時鐘可以接受全擺幅直流耦合的LVCMOS信號，通過在CDCLVC11xx附近放置一個串聯(lián)電阻，使走線的特性阻抗與負載匹配，以減少反射。FPGA時鐘同樣采用直流耦合，并在CDCLVC11xx附近放置適當?shù)拇?lián)電阻。PLL可以接受較低幅度的信號，因此采用了戴維南等效終端。由于PLL接收器具有內(nèi)部偏置，當共模電壓不匹配時，可以使用交流耦合。

詳細設(shè)計步驟

在設(shè)計過程中，需要參考電氣特性表，確定匹配CDCLVC11xx輸出阻抗和傳輸線特性阻抗所需的串聯(lián)電阻。未使用的輸出可以懸空。同時，要參考電源供應(yīng)建議部分，采用推薦的濾波技術(shù)。

電源供應(yīng)建議

高性能時鐘緩沖器對電源噪聲非常敏感，電源噪聲會顯著增加緩沖器的附加抖動。因此，必須降低系統(tǒng)電源的噪聲，特別是在對抖動和相位噪聲要求較高的應(yīng)用中。建議使用濾波電容消除電源的低頻噪聲，旁路電容為高頻噪聲提供極低的阻抗路徑，保護電源系統(tǒng)免受感應(yīng)波動的影響。旁路電容應(yīng)盡可能靠近電源端子，并采用短回路布局，以減少電感。TI建議在每個電源端子附近添加高頻（如0.1 μF）旁路電容。此外，可以在板級電源和芯片電源之間插入鐵氧體磁珠，隔離時鐘緩沖器產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲，但要選擇直流電阻極低的鐵氧體磁珠，以確保芯片電源端子的電壓不低于正常工作所需的最低電壓。

布局建議

布局指南

在PCB布局方面，建議使用0402尺寸的旁路電容，以方便信號布線。旁路電容與器件電源之間的連接應(yīng)盡可能短，電容的另一側(cè)應(yīng)通過低阻抗連接接地平面。

布局示例

文檔中提供了PCB的概念布局圖，展示了旁路電容的推薦放置位置。實際設(shè)計時，可以參考該布局圖進行優(yōu)化。

設(shè)備與文檔支持

相關(guān)鏈接

文檔中提供了CDCLVC11xx系列各型號的相關(guān)鏈接，包括產(chǎn)品文件夾、樣品與購買、技術(shù)文檔、工具與軟件以及支持與社區(qū)等方面的鏈接，方便用戶獲取更多信息。

文檔更新通知

用戶可以在ti.com上導航到設(shè)備產(chǎn)品文件夾，點擊右上角的“Alert me”進行注冊，以接收文檔更新的每周摘要通知。同時，可以查看修訂歷史記錄，了解文檔的具體更改內(nèi)容。

社區(qū)資源

TI提供了E2E?在線社區(qū)和設(shè)計支持資源，用戶可以在e2e.ti.com上與其他工程師交流，分享知識，解決問題。

機械、封裝與訂購信息

該系列器件提供多種封裝選項，包括TSSOP封裝的不同引腳數(shù)。文檔中詳細列出了可訂購的部件編號、狀態(tài)、材料類型、封裝、引腳數(shù)、封裝數(shù)量、載體、RoHS合規(guī)性、引腳鍍層/球材料、MSL評級/峰值回流溫度、工作溫度和部件標記等信息。同時，還提供了封裝材料信息，包括磁帶和卷軸的尺寸、管的尺寸等。

總結(jié)

CDCLVC11xx系列時鐘緩沖器以其高性能、低抖動、低偏斜和寬工作范圍等特性，為電子工程師在設(shè)計通用通信、工業(yè)和消費應(yīng)用時提供了可靠的選擇。在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的型號，并注意電源供應(yīng)、布局和封裝等方面的設(shè)計要點，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。