LMK04000系列精密時鐘調節器提供低噪聲抖動清除、時鐘乘法和分配，無需高性能壓控晶體振蕩器 （VCXO） 模塊。LMK04000 系列采用級聯 PLLatinum 架構，結合外部晶體和變容二極管，提供低于 200 飛秒 （fs） 的均方根 （RMS） 抖動性能。
*附件：lmk04001.pdf

級聯架構由兩個高性能鎖相環 （PLL）、一個低噪聲晶體振蕩器電路和一個高性能壓控振蕩器 （VCO） 組成。第一個 PLL （PLL1） 提供低噪聲抖動清除器功能，而第二個 PLL （PLL2） 執行時鐘生成。PLL1 可以配置為與外部 VCXO 模塊配合使用，或使用帶有外部晶體和變容二極管的集成晶體振蕩器。當與非常窄的環路帶寬一起使用時，PLL1 使用 VCXO 模塊或晶體的卓越近相位噪聲（偏移低于 50 kHz）來清潔輸入時鐘。PLL1 的輸出用作 PLL2 的清潔輸入基準，在那里它鎖定集成 VCO。PLL2的環路帶寬可以優化，以清除遠相位噪聲（偏移量高于50 kHz），其中集成VCO的性能優于PLL1中使用的VCXO模塊或晶體。

LMK04000系列具有雙冗余輸入、五個差分輸出和可選的上電默認時鐘。輸入模塊配備了信號丟失檢測和自動或手動選擇參考時鐘。每個時鐘輸出由一個可編程分頻器、一個相位同步電路、一個可編程延遲和一個LVDS、LVPECL或LVCMOS輸出緩沖器組成。CLKout2上提供了默認啟動時鐘，可用于為現場可編程門陣列（FPGA）或微控制器提供初始時鐘，在系統上電過程中對抖動清除器進行編程。

特性

• 級聯 PLLatinum PLL 架構
• PLL1
• 相位檢測器速率高達 40 MHz
• 集成低噪聲晶體振蕩器電路
• 帶LOS的雙冗余輸入參考時鐘
• PLL2
• 歸一化 [1 Hz] PLL 本底噪聲為 -224 dBc/Hz
• 鑒相器速率高達 100 MHz
• 輸入倍頻器
• 集成低噪聲VCO
• 超低RMS抖動性能
• 150 fs RMS 抖動 （12 kHz – 20 MHz）
• 200 fs RMS 抖動 （100 Hz – 20 MHz）
• LVPECL/2VPECL、LVDS和LVCMOS輸出
• 支持高達 1080 MHz 的時鐘速率
• 上電時默認時鐘輸出 （CLKout2）
• 五個專用通道分頻器和延遲模塊
• 引腳兼容系列時鐘設備
• 工業溫度范圍：-40 至 85 °C
• 3.15 V 至 3.45 V 工作電壓
• 封裝：48 引腳 LLP （7.0 x 7.0 x 0.8 mm）

參數

方框圖

?1. 產品概述?
LMK04000系列是德州儀器（TI）推出的精密時鐘調節器家族，包含LMK04001、LMK04002等型號，專為低噪聲時鐘生成和抖動清除設計。核心特性包括：

• ?雙級聯PLL架構?：PLL1（最高40MHz相位檢測率）用于參考時鐘清潔，PLL2（最高100MHz相位檢測率）用于時鐘生成。
• ?超低抖動性能?：RMS抖動低至150 fs（12kHz–20MHz帶寬）。
• ?多格式輸出?：支持LVPECL/2VPECL、LVDS和LVCMOS，頻率最高1080MHz。
• ?工業級工作范圍?：-40°C至85°C，3.15V–3.45V供電。

?2. 關鍵功能?

• ?冗余參考輸入?：雙路時鐘輸入（CLKin0/CLKin1）支持自動切換和手動選擇模式，帶丟失信號檢測（LOS）。
• ?集成VCO和晶體振蕩器?：內置低噪聲VCO，可選外部晶體振蕩器電路。
• ?靈活時鐘分配?：5個獨立輸出通道，每通道可編程分頻（2–510）、延遲（0–2250 ps）及同步控制（SYNC*引腳）。
• ?全局控制?：支持通過GOE引腳或寄存器全局啟用/禁用輸出。

?3. 應用領域?

• 數據轉換器時鐘、無線基礎設施、網絡設備（SONET/SDH）。
• 醫療、軍事/航空航天、測試測量及視頻設備。

?4. 電氣特性?

• ?相位噪聲?：PLL2歸一化噪聲底低至-224 dBc/Hz（1Hz帶寬）。
• ?輸出類型配置?：LVDS（100Ω差分）、LVPECL（50Ω至VCC-2V）、LVCMOS（5pF負載）。
• ?功耗?：典型值435mA（全輸出使能），支持低功耗模式。

?5. 設計支持?

• ?環路濾波器?：PLL1需外置窄帶濾波器（推薦<200Hz帶寬），PLL2支持內置高階濾波器組件。
• ?熱管理?：48引腳WQFN封裝（7x7mm），需通過裸露焊盤散熱（θJA=27.4°C/W）。
• ?編程接口?：通過Microwire（CLK/DATA/LE）配置32位寄存器，需按順序初始化R0-R15。

?6. 典型電路?

• 外部VCXO或晶體驅動OSCin端口，配合PLL1實現頻率鎖定。
• 輸出推薦AC耦合，LVDS/LVPECL需匹配終端電阻（如120Ω發射極電阻）。

?7. 性能數據?

• 使用高質量VCXO時，250MHz LVDS輸出RMS抖動可低至130 fs（12kHz–20MHz）。
• 晶體振蕩器模式下，245.76MHz時鐘抖動約230 fs（100Hz–20MHz）。

?文檔還包含詳細引腳定義、寄存器映射、時序圖及布局建議，適用于高精度時鐘系統設計。