LMK0480X 產(chǎn)品供電電源設(shè)計指導(dǎo)

Anjin Du / Nick Da ---China Telecom Application Team

摘要

本文主要介紹了 TI 的新一代時鐘產(chǎn)品 LMK0480X 系列芯片的供電設(shè)計以及對時鐘性能的影響。通過合理的供電電源電路設(shè)計，可以有效地提高芯片性能，降低對供電電源紋波的要求。

1、LMK0480X 供電電路介紹

LMK0480X 系列時鐘產(chǎn)品是 TI 近年推出的時鐘抖動濾除芯片，采用了兩級鎖相環(huán)級聯(lián)架構(gòu)。第一級鎖相環(huán)主要利用窄帶環(huán)路濾波器，濾除參考輸入(CLKin)的相位噪聲和雜散，起到時鐘去抖的作用，利用外部 VCXO 產(chǎn)生一個干凈的系統(tǒng)參考時鐘。第二級鎖相環(huán)主要是利用第一級輸出作為其參考時鐘，生成系統(tǒng)所需要的各種時鐘頻點，同時滿足系統(tǒng)設(shè)計所需要的相噪、抖動和雜散要求。在實際應(yīng)用中，外部 VCXO 的選取，環(huán)路濾波器的設(shè)計以及各種環(huán)路參數(shù)的優(yōu)化，都對最終的時鐘性能有很大的影響。除這些因素外，芯片的供電設(shè)計是應(yīng)用中需要考慮的另外一個重要部分，不當?shù)脑O(shè)計會直接導(dǎo)致輸出時鐘不能滿足系統(tǒng)的需求，尤其是一些對抖動和毛刺要求較高的應(yīng)用場景。

LMK0480X 芯片的供電電源管腳的分布如上圖所示，大致可以分為以下幾類：

本章中主要整體介紹了 LMK0480X芯片內(nèi)部模塊電路的供電設(shè)計。下一章節(jié)中將結(jié)合實際實驗，詳細介紹LMK0480X 的供電電源噪聲對實際性能的影響。

2、LMK0480X 供電設(shè)計和 PSRR 性能測試

2.1 LMK0480X 供電設(shè)計原則

針對不同種類的供電管腳，對外部的供電電路的需求不同，一般需要遵循的原則如下：

• LMK048XX 所有的供電管腳內(nèi)部都有一個集成的高頻去耦電容，由于這個電容更加靠近芯片，可以排除封裝 bonding 線的寄生電感的影響，去耦的效果比外部的高頻去耦電容( 1nF)更有效。同時外部的去耦電容容易將地平面的一些高頻干擾引入到芯片的供電管腳，所以一般不建議在 LMK0480X 的所有供電管腳增加 1nF 的去耦電容。

• VCC1，VCC4，VCC9 所負責(zé)的芯片內(nèi)部電路不會產(chǎn)生噪聲，所以這三個供電管腳可以連接在一起，共享供電電路;也不需要增加磁珠隔離管腳和總的供電電路，因為磁珠容易影響 VCO 的供電(VCC1)，在輸出形成鼓包。

• VCC6 和 VCC8 是給前后兩級鎖相環(huán)的電荷泵供電，這對芯片的最終性能至關(guān)重要，建議獨立的供電支路。對于 VCC6，由于是給第一級鎖相環(huán)供電，一般第一級鎖相環(huán)的鑒相頻率都比較低，所以供電支路的磁珠可以省去，同時也可直接把 VCC6 直接接入 VCC1/4/9 的電路。而對VCC8 而言，由于為了增加環(huán)路帶寬，第二級鎖相環(huán)的鑒相頻率比較高(>50MHz),為了防止鑒相頻率泄露到其他供電管腳，要求 VCC8 具有獨立的供電支路，同時應(yīng)當增加磁珠以隔離VCC8 和主供電電路的干擾。當鑒相頻率較低時，可以考慮去掉這個磁珠。

• VCC5 和 VCC7 主要是給芯片的參考和 VCXO 的輸入輸出提供電源，同時也給 PLL2 的鎖定指示電路提供電源。對于這些管腳，不需要外部的大的去耦電容和磁珠，以防止一些地平面的干擾串入電源管腳，從而影響 PLL2 的鎖定指示。