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LTC6954 - 低位相ノイズ、トリプル出力クロック分配分周器/ドライバ
LTC6954 低位相ノイズ、 トリプル出力クロック 分配分周器 /ドライバ 特長 概要 低ノイズのクロック分配:高速 / 高分解能の A/Dコンバータのクロック制御に最適 n 20fsRMS 未満の付加ジッタ (12kHz ∼ 20MHz) n 85fsRMS 未満の付加ジッタ (10Hz ∼ナイキスト周波数) n 最大入力周波数:1.8GHz (DELAY = 0 の場合の LTC6954-1) n 最大入力周波数:1.4GHz (LTC6954-1 (DELAY > 0 の場合)、LTC6954-2、-3、-4) n EZSync ™クロック同期に適合 n 独立した3つの低ノイズ出力 n 4つの出力の組み合わせを使用可能 n 1から63までの全ての整数を対象範囲とする 個別にプログラム可能な3つの分周器 n 0から63までの全ての整数を対象範囲とする 個別にプログラム可能な3つの遅延 n 接合部温度範囲:–40°C ~ 105°C LTC®6954は、位相ノイズが極めて小さいクロック分配デバイ ス・ファミリです。各デバイスは3つの出力を備えており、各出 力には、個別にプログラム可能な分周器および遅延がありま す。以下に示すように、出力ロジック信号の種類が異なる4つ のファミリ構成デバイスがあります。 n LTC6954-1:3つのLVPECL出力 LTC6954-2:2つのLVPECL出力および 1つのLVDS/CMOS 出力 LTC6954-3:1つのLVPECLおよび 2つのLVDS/CMOS出力 LTC6954-4:3つのLVDS/CMOS出力 1 ∼ 63の任意の整数で入力周波数を分周し、0 ∼ 63の入力 クロック・サイクルだけ各出力を遅延させるため、各出力は個 別にプログラム可能です。出力デューティ・サイクルは、分周数 に関わらず、常に50%になります。LVDS/CMOSはOUTxSEL ピンを介してジャンパ選択可能であり、LVDSロジック出力ま たはCMOSロジック出力のいずれかを供給します。 アプリケーション n n LTC6954はリニアテクノロジーのEZSyncシステムも備えてお り、常に完璧なクロックの同期と整列を実現します。 高速、高分解能のADC、DAC、および データ収集システムのクロック制御 低ジッタのクロック分配 全てのデバイス設定は、SPI 互換のシリアル・ポートを介して 制御します。 L、LT、LTC、LTM、Linear Technologyおよび Linearのロゴはリニアテクノロジー社の登録商 標です。EZSyncはリニアテクノロジー社の商標です。その他全ての商標の所有権は、それぞれ の所有者に帰属します。8319551、8819472を含む米国特許によって保護されています。 標準的応用例 0.1µF 付加位相ノイズとオフセット周波数、 fIN = 622.08MHz、Mx[5:0] = 4、 fOUTx = 155.52MHz 3.3V UP TO 1.4GHz V+ IN+ 49.9Ω 49.9Ω SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL 3.3V OUT1SEL OUT2SEL SDO SPI SERIAL PORT SDI SERIAL PORT AND DIGITAL DELAY 0 TO 63 –120 LTC6954-3 IN– DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 OUT0+ OUT0– OUT1+ OUT1– OUT2+ OUT2– LVPECL OUTPUT FREQUENCY UP TO 1.8GHz LVDS OUTPUT FREQUENCY UP TO 1.4GHz CMOS OUTPUT FREQUENCY UP TO 250MHz SCLK CS ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) 49.9Ω –130 –140 –150 –160 –170 –180 GND 6954 TA01a 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 TA01b 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 1 LTC6954 ピン配置 電源電圧 (VA+、VD+、VIN+、VOUT0+、VOUT1+、および VOUT2+ とGNDの間)............................................................ 3.6V LTC6954-1、-2、-3のLVPECL 出力 OUTxの“H”出力電圧 .........................................VOUT+ +0.3V OUTxの“L”出力電圧 ..................................... 25mAをソース LTC6954-2、-3、-4のLVDS/CMOS 出力 OUTx ..................................................... –0.3V ~(VA+ +0.3V) TEMP 入力電流 ................................................................. 10mA TEMPの“L”電圧 ................................................................ –0.3V 他の全てのピンの電圧............................–0.3V ~(VA+ +0.3V) 動作接合部温度範囲、T(Note 2) J LTC6954I ............................................................ –40°C ~ 105°C 接合部温度、TJMAX...........................................................150°C 保存温度範囲................................................... –65°C ~ 150°C GND VA+ OUT1SEL GND TEMP TOP VIEW OUT2SEL 36 35 34 33 32 31 VOUT2+ 1 30 VIN+ OUT2– 2 29 GND OUT2+ 3 28 IN– + 4 27 IN+ + 5 26 GND VOUT2 VOUT1 OUT1– 6 25 VIN+ 37 GND OUT1+ 7 24 VA+ VOUT1+ 8 23 VA+ VOUT0+ 9 22 SYNC OUT0– 10 21 VD+ OUT0+ 11 20 SDI VOUT0+ 12 16 17 18 CS VD+ 15 SDO 14 VA+ 19 SCLK 13 GND (Note 1) OUT0SEL 絶対最大定格 UFF PACKAGE 36-LEAD (4mm × 7mm) PLASTIC QFN 0.5mm LEAD PITCH TJMAX = 150°C, θJCbottom = 2°C/W, θJCtop = 18°C/W EXPOSED PAD (PIN 37) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB GND 発注情報 鉛フリー仕様 テープ・アンド・リール 製品マーキング LTC6954IUFF-1#PBF LTC6954IUFF-1#TRPBF 69541 LTC6954IUFF-2#PBF LTC6954IUFF-2#TRPBF 69542 LTC6954IUFF-3#PBF LTC6954IUFF-3#TRPBF 69543 LTC6954IUFF-4#PBF LTC6954IUFF-4#TRPBF 69544 パッケージ 36-Lead(4mm×7mm)Plastic QFN 36-Lead(4mm×7mm)Plastic QFN 36-Lead(4mm×7mm)Plastic QFN 36-Lead(4mm×7mm)Plastic QFN 接合部温度範囲 –40°C to 105°C –40°C to 105°C –40°C to 105°C –40°C to 105°C さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 無鉛仕上げの製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/をご覧ください。 テープ・アンド・リールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/をご覧ください。 一部のパッケージは、指定販売チャネルを通じて、末尾に#TRMPBFの付いた500 単位のリールで提供されます。 6954f 2 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 1800 1400 MHz MHz 入力(IN+、IN–) fIN Input Frequency LTC6954-1, DELx = 0 LTC6954-1 (DELx > 0), LTC6954-2, -3, -4 l l VIN Input Signal Level Single-Ended l 0.2 l 100 l 1.9 Input Slew Rate DCIN 0.8 VP-P V/µs Input Duty Cycle 50 Self-Bias Voltage Minimum Common Mode Level 1.5 400mVP-P Differential Input Maximum Common Mode Level 400mVP-P Differential Input Input Resistance Differential Input Capacitance Differential % 2.05 2.2 V 1.8 V 2.3 l 1.8 V 2.2 2.7 kΩ 0.5 pF 出力分周器(M) Mx[5:0] Divider Range M0[5:0], M1[5:0], M2[5:0] All Integers Included l 1 63 Cycles DELx[5:0] Divider Delay in Input Clock Cycles DEL0[5:0], DEL1[5:0], DEL2[5:0] All Integers Included l 0 63 Cycles LVPECLクロック出力 fOUT Frequency LTC6954-1, DELx = 0 LTC6954-1 (DELx > 0), LTC6954-2, -3, -4 l l |VOD| Differential Voltage (Output Static) Single-Ended Termination = 50Ω to (VOUTx+ – 2V) l 640 l 640 VCM tRISE tFALL DCLVPECL Common Mode Voltage (Output Static) Rise Time, 20% to 80% Fall Time, 80% to 20% Duty Cycle Differential Termination = 100Ω, Internal Bias On + 775 780 1800 1400 MHz MHz 950 mVPK 950 mVPK Single-Ended Termination = 50Ω to (VOUTx – 2V) l + VOUTx – 1.67 + VOUTx – 1.42 + VOUTx – 1.14 V Differential Termination = 100Ω, Internal Bias On l VOUTx+ – 1.67 VOUTx+ – 1.42 VOUTx+ – 1.14 V Single-Ended Termination = 50Ω to (VOUTx+ – 2V) 110 ps Differential Termination = 100Ω, Internal Bias On 110 ps Single-Ended Termination = 50Ω to (VOUTx – 2V) 110 ps Differential Termination = 100Ω, Internal Bias On 110 ps DCIN % + Mx[5:0] = 1 Mx[5:0] > 1 (Even or Odd) l 45 50 55 % 250 MHz CMOSクロック出力 fOUT Frequency VOH High Voltage (Output Static) 2.5mA Load l VOL Low Voltage (Output Static) 2.5mA Load l l V+ – 0.4 V 0.4 V tRISE Rise Time, 20% to 80% CLOAD = 2pF, CMSINV = 1 200 ps tFALL Fall Time, 80% to 20% CLOAD = 2pF, CMSINV = 1 170 ps DCCMOS Duty Cycle Mx[5:0] = 1 Mx[5:0] > 1 (Even or Odd) DCIN l 45 50 % 55 % 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 3 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LVDSクロック出力 fOUT |VOD| |ΔVOD| VOS |ΔVOS| tRISE Frequency Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode l 800 MHz Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode l 1400 MHz Differential Voltage (Output Static) Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode l 290 370 450 mVPK Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode l 290 370 450 mVPK Delta VOD (Output Static) Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode l –30 30 mV Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode l –30 30 mV Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode l 1.16 1.23 1.32 V Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode l 1.15 1.23 1.32 V Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode l –15 15 mV Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode l –15 15 mV Offset Voltage (Output Static) Delta VOS (Output Static) Rise Time, 20% to 80% Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode 240 ps Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode 120 ps ps tFALL Fall Time, 80% to 20% Differential Termination = 100Ω, 3.5mA Mode 240 Differential Termination = 50Ω, 7mA Mode 120 ps |ISA|, |ISB| Short-Circuit Current to Common Shorted to GND, 3.5mA Mode 16 mA Shorted to GND, 7mA Mode 25 mA |ISAB| Short-Circuit Current to Complementary 3.5mA Mode 4 mA 7mA Mode 8 mA DCLVDS Duty Cycle 出力伝播遅延 tPD(LVPECL) tpd(LVDS) Propagation Delay From IN to Any LVPECL Output Mx[5:0] = 1 % l 45 50 55 % 360 480 ps 430 550 Mx[5:0] = 1 l 290 Mx[5:0] > 1 l 360 Temperature Variation of the Propagation Mx[5:0] = 1 Delay From IN to Mx[5:0] > 1 Any LVPECL Output l 0.65 ps/°C l 0.68 ps/°C Propagation Delay From IN to Any LVDS Output, LVCSx = 1 (7mA Mode) Mx[5:0] = 1 l 350 420 545 ps Mx[5:0] > 1 l 415 480 625 ps Temperature Variation of the Propagation Mx[5:0] = 1 Delay From IN to Mx[5:0] > 1 Any LVDS Output, LVCSx = 1 (7mA Mode) l 0.8 ps/°C l 0.85 ps/°C Mx[5:0] = 1 480 ps Mx[5:0] > 1 550 ps l 0.8 ps/°C l 0.85 ps/°C Propagation Delay From IN to Any LVDS Output, LVCSx = 0 (3.5mA Mode) Temperature Variation of the Propagation Mx[5:0] = 1 Delay From IN to Mx[5:0] > 1 Any LVDS Output, LVCSx = 0 (3.5mA Mode) tpd(CMOS) DCIN Mx[5:0] > 1 (Even or Odd) ps Propagation Delay From IN to Any CMOS Output, Complementary Outputs (CMSINVx = 1) Mx[5:0] = 1 1.25 ns Mx[5:0] > 1 1.32 ns Temperature Variation of the Propagation Delay From IN to Any CMOS Output (CMSINVx = 1) Mx[5:0] = 1 l 1.3 ps/°C Mx[5:0] > 1 l 1.4 ps/°C 6954f 4 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS Skew:Any LVPECL Output to Any LVPECL Output Mx[5:0], My[5:0] Both = 1 or Both > 1 IBIASx = 0 or 1 Skew:Any LVPECL Output to Any LVDS Output MLVPECL[5:0], MLVDS[5:0] Both = 1 or Both > 1 IBIASx = 0 or 1, LVCSy = 1 65 ps Skew:Any LVPECL Output to Any LVDS Output MLVPECL[5:0] = MLVDS[5:0] = 1 or Both > 1 IBIASx = 0 or 1, LVCSx = 0 120 ps Skew:Any LVPECL Output to Any CMOS Output MLVPECL[5:0], MCMOS[5:0] Both = 1 or Both > 1 IBIASx = 0 or 1, CMSINVy = 1 875 ps Skew:Any LVDS Output to Any LVDS Output Mx[5:0], My[5:0] Both = 1 or Both > 1 LVCSx = 1 for Both Outputs Skew:Any LVDS Output to Any LVDS Output Mx[5:0], My[5:0] Both = 1 or Both > 1 LVCSx = 0 for Both Outputs 5 ps Skew:Any LVDS Output (LVCSx = 1) to Any LVDS Output (LVCSy = 0) Mx[5:0], My[5:0] Both = 1 or Both > 1 LVCSx = 1, LVCSy = 0 50 ps Skew:Any LVDS Output to Any CMOS Output MLVDS[5:0], MCMOS[5:0] Both = 1 or Both > 1 LVCSx = 1, CMSINV = 1 800 ps Skew:Any CMOS Output to Any CMOS Output Mx[5:0], My[5:0] Both = 1 or Both > 1 CMSINV = 1 5 ps Skew:Any CMOS Output to Any CMOS Output, the First Output is Complementary, the Second Output is InPhase CMSINVx = 1, CMSINVy = 0 30 ps 出力スキュー tSKEW Additional Skew:Any Output to Any Output, Mx[5:0] = 1, My[5:0] > 1 Dividers Not the Same l l l –50 50 –50 35 50 70 120 ps ps ps 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 5 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS l 3.15 3.3 3.45 V VD Supply Range l 3.15 3.3 3.45 V VIN+ Supply Range l 3.15 3.3 3.45 V l 3.15 3.3 3.45 V 電源電圧 VA+ Supply Range + + + + VOUT0 , VOUT1 , VOUT2 Supply Range 電源電流(VA+、VD+、VIN+、VOUT0+、VOUT1+、VOUT2+ の各電源電流の合計) LTC6954-1 LTC6954-2 LTC6954-3 LTC6954-4 ALL LTC6954 Variants fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = VA+, IBIAS On for All Outputs, Outputs Terminated with 100Ω Differential l 300 335 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = GND, IBIAS Off for All Outputs, Outputs Terminated with 50Ω to (VOUTx+ – 2V) l 310 350 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = VA+, IBIAS On for LVPECL Outputs, LVDS/CMOS = LVDS, Outputs Terminated with 100Ω Differential l 290 325 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = VA+, OUT2SEL = GND, IBIAS On for LVPECL Outputs, LVDS/CMOS = CMOS, M2[5:0] = 28, fOUT2 = 50MHz, LVPECL Outputs Terminated with 100Ω Differential l 280 320 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = VA+, IBIAS On for LVPECL Output, LVDS/CMOS = LVDS, Outputs Terminated with 100Ω Differential l 280 320 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = VA+, OUT1SEL = OUT2SEL = GND, IBIAS On for LVPECL Output, LVDS/CMOS = CMOS, M1[5:0] = M2[5:0] = 28, fOUT1 = fOUT2 = 50MHz, LVPECL Output Terminated with 100Ω Differential l 278 315 mA fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = VA+, LVDS/CMOS = LVDS, Outputs Terminated with 100Ω Differential l 270 315 fIN = 1400MHz, Power-Up Default Configuration, OUT0SEL = OUT1SEL = OUT2SEL = GND, LVDS/CMOS = CMOS, M0[5:0], M1[5:0] = M2[5:0] = 28, fOUT0 = fOUT1 = fOUT2 = 50MHz l 282 310 PD(ALL) = 1 0.8 mA mA 6954f 6 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 電源電流変化量(Note 3) Output Divider On, LVPECL Output PD_DIVx = 0, Mx[5:0] = 1, PD_OUTx = 1 l 28 32 mA PD_DIVx = 0, Mx[5:0] > 1, PD_OUTx = 1 l 46 54 mA PD_OUTx = 0, Termination = 50Ω to (VOUTx+ – 2V) l 43 50 mA PD_OUTx = 0, IBIASx = 1 (Internal Bias On) l 39 46 mA PD_OUTx = 0, No Internal/External Bias l 19 24 mA PD_OUTx = 0, 3.5mA Mode, LVCSx = 0 l 31 37 mA PD_OUTx = 0, 7mA Mode, LVCSx = 1 l 48 58 mA PD_OUTx = 0, CMOS at 50MHz l 35 43 mA Output Driver Only, LVPECL Output Driver Only, LVDS Output Driver Only, CMOS デジタル入力(CS、SDI、SCLK、SYNC、OUT0SEL、OUT1SEL、OUT2SEL) VIH Input High Voltage l VIL Input Low Voltage l VIHYS Input Voltage Hysteresis 1.55 0.8 CS, SDI and SCLK Only Input Current V 250 l –1 V mV 1 µA –1.5 mA デジタル出力(SDO) IOH High Level Output Current SDO, VOH = VD+ – 400mV l IOL Low Level Output Current SDO, VOL = 400mV l 2.2 l –1 SDO Hi-Z Current –2.4 3.4 mA 1 µA デジタル・タイミング仕様(図 11および図 12を参照) tCKH SCLK HIGH Pulse Width l 25 ns tCKL SCLK LOW Pulse Width l 25 ns tCSS CS Setup Time l 10 ns tCSH CS HIGH Pulse Width l 10 ns tCS SDI to SCLK Setup Time l 6 ns tCH SDI to SCLK Hold Time l 6 ns tDO SDO Propagation Delay tSYNCH SYNC HIGH Pulse Width tSYNCL Minimum SYNC LOW Pulse Width CLOAD = 10pF 16 l Before Next SYNC HIGH Pulse 1 ns ms 1 ms 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 7 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LVPECLの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (Note 5) Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz 10Hz Offset –130 dBc/Hz 100Hz Offset –139 dBc/Hz 1kHz Offset –148 dBc/Hz 10kHz Offset –156 dBc/Hz 100kHz Offset –158 dBc/Hz >1MHz Offset –158 dBc/Hz 20 fsRMS 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 10Hz to 311.04MHz Integration Bandwidth 80 fsRMS 10Hz Offset –138 dBc/Hz 100Hz Offset –147 dBc/Hz 1kHz Offset –156 dBc/Hz 10kHz Offset –163 dBc/Hz 100kHz Offset –165 dBc/Hz >1MHz Offset –165 dBc/Hz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 36 fsRMS 10Hz to 77.75MHz Integration Bandwidth 72 fsRMS Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 16, fOUT = 38.88MHz 10Hz Offset –147 dBc/Hz 100Hz Offset –159 dBc/Hz 1kHz Offset –167 dBc/Hz 10kHz Offset –170 dBc/Hz 100kHz Offset –171 dBc/Hz >1MHz Offset –171 dBc/Hz Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.44MHz Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.44MHz 10Hz Offset –137 dBc/Hz 100Hz Offset –147 dBc/Hz 1kHz Offset –156 dBc/Hz 10kHz Offset –161 dBc/Hz 100kHz Offset –162 dBc/Hz >1MHz Offset –162 dBc/Hz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 33 fsRMS 10Hz to 122.88MHz Integration Bandwidth 81 fsRMS 10Hz Offset –140 dBc/Hz 100Hz Offset –153 dBc/Hz 1kHz Offset –161 dBc/Hz 10kHz Offset –166 dBc/Hz 100kHz Offset –168 dBc/Hz >1MHz Offset –168 dBc/Hz 65 fsRMS 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 6954f 8 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LVPECLの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (Note 5) Phase Noise: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 1400MHz Jitter: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 1400MHz Phase Noise: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 350MHz Jitter: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 350MHz 10Hz Offset –126 dBc/Hz 100Hz Offset –132 dBc/Hz 1kHz Offset –143 dBc/Hz 10kHz Offset –149 dBc/Hz 100kHz Offset –152.5 dBc/Hz >1MHz Offset –152.5 dBc/Hz 17 fsRMS 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 10Hz to 700MHz Integration Bandwidth 100 fsRMS 10Hz Offset –132 dBc/Hz 100Hz Offset –139 dBc/Hz 1kHz Offset –151 dBc/Hz 10kHz Offset –157 dBc/Hz 100kHz Offset –160 dBc/Hz >1MHz Offset –160 dBc/Hz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 29 fsRMS 10Hz to 175MHz Integration Bandwidth 85 fsRMS 10Hz Offset –130 dBc/Hz 100Hz Offset –138 dBc/Hz 1kHz Offset –148 dBc/Hz 10kHz Offset –156 dBc/Hz 100kHz Offset –157.5 dBc/Hz >1MHz Offset LVDSの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (LVCS = 1) (Note 5) Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz –157.5 dBc/Hz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 21 fsRMS 10Hz to 311.04MHz Integration Bandwidth 83 fsRMS Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz 10Hz Offset –140 dBc/Hz 100Hz Offset –147 dBc/Hz 1kHz Offset –157 dBc/Hz 10kHz Offset –163 dBc/Hz 100kHz Offset –165 dBc/Hz >1MHz Offset –165 dBc/Hz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 16, fOUT = 38.88MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 36 fsRMS 10Hz to 77.75MHz Integration Bandwidth 72 fsRMS 10Hz Offset –147 dBc/Hz 100Hz Offset –159 dBc/Hz 1kHz Offset –166 dBc/Hz 10kHz Offset –170 dBc/Hz 100kHz Offset –170 dBc/Hz >1MHz Offset –170 dBc/Hz 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 9 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LVDSの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (LVCS = 1) (Note 5) Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.44MHz 10Hz Offset –138 dBc/Hz 100Hz Offset –146 dBc/Hz 1kHz Offset –155 dBc/Hz 10kHz Offset –160 dBc/Hz 100kHz Offset –162 dBc/Hz >1MHz Offset –162 dBc/Hz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 34 fsRMS 10Hz to 122.88MHz Integration Bandwidth 83 fsRMS 10Hz Offset –142 dBc/Hz 100Hz Offset –153 dBc/Hz 1kHz Offset –162 dBc/Hz 10kHz Offset –167 dBc/Hz 100kHz Offset –168 dBc/Hz >1MHz Offset –168 dBc/Hz 65 fsRMS Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.4MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth Phase Noise: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 1400MHz 10Hz Offset –121 dBc/Hz 100Hz Offset –133 dBc/Hz 1kHz Offset –142 dBc/Hz 10kHz Offset –148 dBc/Hz 100kHz Offset –152 dBc/Hz >1MHz Offset –152 dBc/Hz Jitter: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 1400MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 18 fsRMS 10Hz to 700MHz Integration Bandwidth 109 fsRMS Phase Noise: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 350MHz 10Hz Offset –129 dBc/Hz 100Hz Offset –137 dBc/Hz 1kHz Offset –148 dBc/Hz 10kHz Offset –156 dBc/Hz 100kHz Offset –159 dBc/Hz >1MHz Offset –160 dBc/Hz Jitter: fIN = 1400MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 350MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 30 fsRMS 10Hz to 175MHz Integration Bandwidth 90 fsRMS 6954f 10 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS LVDSの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (LVCS = 0) (Note 5) Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 622.08MHz Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 16, fOUT = 38.88MHz 10Hz Offset –123 dBc/Hz 100Hz Offset –135 dBc/Hz 1kHz Offset –146 dBc/Hz 10kHz Offset –151 dBc/Hz 100kHz Offset –153 dBc/Hz >1MHz Offset –153 dBc/Hz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 36 fsRMS 10Hz to 311.04MHz Integration Bandwidth 140 fsRMS 10Hz Offset –135 dBc/Hz 100Hz Offset –146 dBc/Hz 1kHz Offset –154 dBc/Hz 10kHz Offset –160 dBc/Hz 100kHz Offset –161 dBc/Hz >1MHz Offset –161 dBc/Hz 29 fsRMS 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 10Hz to 77.75MHz Integration Bandwidth 114 fsRMS 10Hz Offset –147 dBc/Hz 100Hz Offset –157 dBc/Hz 1kHz Offset –165 dBc/Hz 10kHz Offset –167 dBc/Hz 100kHz Offset –167 dBc/Hz >1MHz Offset –167 dBc/Hz 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 11 LTC6954 電気的特性 l は全動作接合部温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA = 25 Cでの値。 注記がない限り、VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 (Note 2) SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS CMOSの付加位相ノイズ / 時間ジッタ (Note 5) Phase Noise: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz 10Hz Offset –129 dBc/Hz 100Hz Offset –143 dBc/Hz 1kHz Offset –158 dBc/Hz 10kHz Offset –161 dBc/Hz 100kHz Offset –162 dBc/Hz >1MHz Offset –162 dBc/Hz Jitter: fIN = 622.08MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 155.52MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 52 fsRMS 10Hz to 77.75MHz Integration Bandwidth 102 fsRMS Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz 10Hz Offset –129 dBc/Hz 100Hz Offset –139 dBc/Hz 1kHz Offset –146 dBc/Hz 10kHz Offset –155 dBc/Hz 100kHz Offset –159 dBc/Hz >1MHz Offset –160 dBc/Hz Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 1, fOUT = 245.76MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth 42 fsRMS 10Hz to 122.88MHz Integration Bandwidth 102 fsRMS Phase Noise: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.44MHz 10Hz Offset –135 dBc/Hz 100Hz Offset –147 dBc/Hz 1kHz Offset –156 dBc/Hz 10kHz Offset –163 dBc/Hz 100kHz Offset –166 dBc/Hz >1MHz Offset –166 dBc/Hz 82 fsRMS Jitter: fIN = 245.76MHz, Mx[5:0] = 4, fOUT = 61.44MHz 12kHz to 20MHz Integration Bandwidth Note 1:絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。また、長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に 悪影響を与えるおそれがある。 Note 2:LTC6954Iは、–40°C ~ 105°Cの全動作接合部温度範囲で規定性能に適合することが 保証されている。最大の動作条件下では、接合部温度を105°C 以下に保つため、空気流また は放熱が必要になる場合がある。 「アプリケーション情報」 のセクションで説明するように、露 出パッド (ピン37) は多数のサーマル・ビアを使用してグランド・プレーンに直接半田付けする ことを強く推奨する。 Note 3:電源電流変化量の仕様は、各ブロックが消費する電源電流量を指している。回路ブ ロックの電源をオンすると、特定の構成で消費される全電源電流に、その回路ブロックの多 量の電流が追加され、オフすると差し引かれる。 Note 4:スキューは、1 番目に示された出力の遷移を基準にして、2 番目に示された出力の遷 移として定義される。1 番目に示された出力の後に2 番目に示された出力が遷移した場合、ス キューは正になる。 分周器の設定が同じである場合、IBIAS 設定(IBIASx = 0または1) に関わらず LVPECL 出力の スキューが公称で同じになる。分周器の設定が同じである場合、LVPECL 出力の後にLVDS 出 力および CMOS 出力が遷移するため、これらのスキューは正になる。分周器の設定が同じであ る場合、全てのLVDS 出力の後に全てのCMOS 出力が遷移するため、これらのスキューは正に なる。分周器の設定が同じである場合、 7mAの電流設定(LVCS =1) のLVDS出力の後に、3.5mA の電流設定(LVCS = 0) のLVDS 出力が遷移するため、これらのスキューは正になる。分周器の 設定が同じである場合、相補出力 (CMSINVx = 1) の後に同相 CMOS 出力 (CMSINVx = 0) が遷 移するため、このスキューは正になる。 出力タイプが同じである場合、分周器設定が 1(Mx[5:0] = 1) の出力の後に、分周器設定が 1よ り大きい (Mx[5:0] > 1) 出力が遷移するため、この追加スキューは正になる。 Note 5:付加位相ノイズおよびジッタは、LTC6954によって付加される位相ノイズを表す。これ には外部信号源からのノイズは含まれない。 6954f 12 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 標準的性能特性 VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。注記がない限り、TA = 25 C。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 800MHzでの LVPECL 差動出力、 IBIAS はイネーブル、RTERM = 100Ω (差動) 1.6 0.6 0.6 1.5 0.4 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.6 0.5 1.0 1.5 2.0 TIME (ns) 2.5 –0.8 3.0 0.6 0.6 0.4 0.4 AMPLITUDE (VPP_DIFF) AMPLITUDE (VPP_DIFF) 0.8 0.2 0 –0.2 –0.4 3.0 0.4 0.4 0.3 0.3 AMPLITUDE (VPP_DIFF) 0.5 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 0.9 0 1 2 3 TIME (ns) 4 5 5 6954 G07 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.6 6 500 1000 1500 FREQUENCY (MHz) 0 2000 6954 G06 LVDS 差動出力の振幅と周波数、 ILVDS = 3.5mA、RTERM = 100Ω (差動) 0.80 –0.2 –0.5 1.4 6954 G05 0 –0.4 2000 6954 G03 0.7 –0.1 –0.4 500 1000 1500 FREQUENCY (MHz) 0 1.5 0.1 –0.3 4 1.0 LVPECL 差動出力の振幅と周波数、 IBIAS はディスエーブル、 RTERM = 50Ω ∼ V+ – 2V 0.2 –0.3 2 3 TIME (ns) 1.1 6954 G02 300MHzでの LVDS 差動出力、 ILVDS = 3.5mA、RTERM = 100Ω (差動) 0.5 1 1.2 1.6 6954 G04 800MHzでの LVDS 差動出力、 ILVDS = 3.5mA、RTERM = 100Ω (差動) 0 1.3 0.8 6 –0.4 –0.8 –0.5 5 –0.2 –0.8 2.5 4 0 –0.6 1.5 2.0 TIME (ns) 3 TIME (ns) 0.2 –0.6 1.0 2 1.4 800MHzでの LVPECL 差動出力、 IBIAS はディスエーブル、 RTERM = 50Ω ∼ V+ – 2V 0.8 0.5 1 6954 G01 1400MHzでの LVPECL 差動出力、 IBIAS はディスエーブル、 RTERM = 50Ω ∼ V+ – 2V 0 0 DIFFERENTIAL AMPLITUDE (VPP) 0 DIFFERENTIAL AMPLITUDE (VPP) –0.8 DIFFERENTIAL AMPLITUDE (VPP) 0.8 –0.6 AMPLITUDE (VPP_DIFF) LVPECL 差動出力の振幅と周波数、 IBIAS はイネーブル、RTERM = 100Ω (差動) 0.8 AMPLITUDE (VPP_DIFF) AMPLITUDE (VPP_DIFF) 1400MHzでの LVPECL 差動出力、 IBIAS はイネーブル、RTERM = 100Ω (差動) 0 2 4 6 TIME (ns) 8 10 12 6954 G08 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 FREQUENCY (MHz) 6954 G09 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 13 LTC6954 標準的性能特性 VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。注記がない限り、TA = 25 C。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 800MHzでの LVDS 差動出力、 ILVDS = 7mA、RTERM = 100Ω||100Ω (差動) 1400MHzでの LVDS 差動出力、 ILVDS = 7mA、RTERM = 100Ω||100Ω (差動) 0.8 0.80 0.4 0.6 0.75 AMPLITUDE (VPP_DIFF) 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 0.2 0 –0.2 –0.4 –0.6 –0.4 –0.8 0 0.25 0.50 0.75 1.0 1.25 1.50 1.75 2.0 2.25 2.50 TIME (ns) 6954 G10 3.0 3.0 2.5 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 2 0 4 6 8 10 TIME (ns) 12 14 2 2.5 3 TIME (ns) 3.5 4 4.5 0.55 0.50 0.45 –150 DIV = 4 DIV = 16 500 0 6954 G11 1000 1500 FREQUENCY (MHz) 2000 6954 G12 CMOS 出力の振幅と周波数および CLOAD 2pF 3.0 1.0 4.7pF 10pF 2.8 2.6 2.4 2.2 0 5 10 15 20 25 TIME (ns) 30 35 2.0 40 –130 –140 –150 DIV = 1 –160 DIV = 4 –170 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 FREQUENCY (MHz) 6954 G15 LVPECL 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 245.76MHz、IBIAS はイネーブル、 RTERM = 100Ω(差動) SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 622.08MHz –130 0 6954 G14 LVPECL 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 622.08MHz、IBIAS はイネーブル、 RTERM = 100Ω(差動) –120 –140 –170 0.60 3.2 6954 G13 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 1.4GHz –160 0.65 0.40 5 1.5 0 16 –130 –180 1.5 0.5 ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –120 1 2.0 LVPECL 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 1400MHz、IBIAS はイネーブル、 RTERM = 100Ω(差動) –110 0.5 0.70 100MHzでの CMOS 出力、 CMSINV = 1、CLOAD = 2pF AMPLITUDE (V) AMPLITUDE (V) 250MHzでの CMOS 出力、 CMSINV = 1、CLOAD = 2pF 0 VPP SINGLE-ENDED (V) –0.5 0.4 ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) AMPLITUDE (VPP_DIFF) 0.2 DIFFERENTIAL AMPLITUDE (VPP) 0.5 0.3 ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) LVDS 差動出力の振幅と周波数、 ILVDS = 7mA、RTERM = 100Ω||100Ω (差動) SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 245.76MHz –140 –150 DIV = 1 –160 DIV = 4 –170 DIV = 16 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 G16 –180 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 G17 –180 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 G18 6954f 14 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 標準的性能特性 VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。注記がない限り、TA = 25 C。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 LVPECL出力の付加位相ノイズ、 fIN = 1400MHz、IBIASはディスエーブル、 RTERM = 50Ω∼V+ – 2V –120 –140 DIV = 1 –150 DIV = 4 –160 –170 –180 DIV = 16 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) –130 –140 –150 –160 –120 DIV = 1 –150 DIV = 4 –160 DIV = 16 –170 –180 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) –130 ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) DIV = 4 DIV = 16 –170 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) DIV = 4 10 –130 –160 DIV = 4 –170 10 –120 –150 –180 –170 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) DIV = 4 –170 10M 6954 G25 –180 DIV = 16 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10 –120 DIV = 4 –170 DIV = 1 –160 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 G24 LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 245.76MHz、ILVDS = 7mA、 RTERM = 100Ω||100Ω(差動) DIV = 1 –160 10M 6954 G21 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 122.88MHz 6954 G23 –140 –150 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) –150 –180 10M SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 622.08MHz –130 100 –140 LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 622.08MHz、ILVDS = 7mA、 RTERM = 100Ω||100Ω(差動) DIV = 1 –160 DIV = 1 –160 LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 122.88MHz、ILVDS = 3.5mA、 RTERM = 100Ω(差動) DIV = 1 –150 6954 G22 –130 –140 –150 6954 G20 –140 –180 10M SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 1.4GHz –120 –140 –180 10M SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 245.76MHz LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 1400MHz、ILVDS = 7mA、 RTERM = 100Ω||100Ω (差動) –110 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 245.76MHz LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 245.76MHz、ILVDS = 3.5mA、 RTERM = 100Ω(差動) ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –140 100 6954 G19 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 622.08MHz –130 DIV = 16 10 LVDS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 622.08MHz、ILVDS = 3.5mA、 RTERM = 100Ω(差動) –120 DIV = 4 –170 –180 10M DIV = 1 ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –130 –130 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 622.08MHz ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –120 LVPECL出力の付加位相ノイズ、 fIN = 245.76MHz、IBIASはディスエーブル、 RTERM = 50Ω∼V+ – 2V ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 1.4GHz ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –110 LVPECL出力の付加位相ノイズ、 fIN = 622.08MHz、IBIASはディスエーブル、 RTERM = 50Ω∼V+ – 2V 10M 6954 G26 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 245.76MHz –130 –140 –150 DIV = 1 –160 DIV = 4 –170 –180 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 G27 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 15 LTC6954 標準的性能特性 VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。注記がない限り、TA = 25 C。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 –120 –130 –140 DIV = 1 –150 –160 DIV = 4 –170 –150 SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 122.88MHz –130 –153 PHASE NOISE FLOOR (dBc/Hz) SINGLE-ENDED SINE WAVE INPUT +7dBm AT 245.76MHz ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) –120 付加位相ノイズフロアと分周比、 FIN = 1GHz、LVPECL 出力、IBIAS は イネーブル、RTERM = 100Ω(差動) CMOS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 122.88MHz CMOS 出力の付加位相ノイズ、 fIN = 245.76MHz –140 DIV = 1 –150 –160 DIV = 4 –170 –156 –159 –162 –165 –168 –171 –174 –177 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M –180 260 280 240 260 220 240 200 220 180 160 140 120 100 160 140 60 100 40 80 1200 800 1600 FREQUENCY (MHz) 2000 ALL DIVIDERS AND LVPECL OUTPUTS ON, DIV BY 1 TWO DIVIDERS AND LVPECL OUTPUTS ON, DIV BY 1 DIVIDER DIV BY 2 AND LVPECL OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 AND LVPECL OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 ON, LVPECL OUTPUT OFF 6954 G31 10M 60 0 400 1200 800 1600 FREQUENCY (MHz) 1 2 6954 G29 180 80 400 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 200 120 0 100 電源電流と周波数、LVPECL 出力、 IBIAS はディスエーブル、 RTERM = 50Ω ∼ V+ – 2V CURRENT (mA) CURRENT (mA) 電源電流と周波数、LVPECL 出力、 IBIAS はイネーブル、RTERM = 100Ω (差動) 20 10 6954 G28 –180 2000 ALL DIVIDERS AND LVPECL OUTPUTS ON, DIV BY 1 TWO DIVIDERS AND LVPECL OUTPUTS ON, DIV BY 1 DIVIDER DIV BY 2 AND LVPECL OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 AND LVPECL OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 ON, LVPECL OUTPUT OFF 6954 G32 4 8 16 DIVIDER RATIO 32 64 6954 G30 電源電流と周波数、CMOS 出力 CURRENT (mA) –180 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 100 300 200 400 OUTPUT FREQUENCY (MHz) 500 ALL DIVIDERS AND CMOS OUTPUTS ON, DIV BY 1 TWO DIVIDERS AND CMOS OUTPUTS ON, DIV BY 1 DIVIDER DIV BY 2 AND CMOS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 AND CMOS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 ON, CMOS OUTPUT OFF 6954 G33 6954f 16 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 標準的性能特性 VA+ = VD+ = VIN+ = VOUT0+ = VOUT1+ = VOUT2+ = 3.3V。注記がない限り、TA = 25 C。全ての電圧値は GNDを基準にしている。 電源電流と周波数、LVDS 出力、 ILVDS = 3.5mA、RTERM = 100Ω (差動) 電源電流と周波数、LVDS 出力、 ILVDS = 7mA、RTERM = 100Ω||100Ω(差動) 240 280 220 260 200 240 220 160 CURRENT (mA) CURRENT (mA) 180 140 120 100 200 180 160 140 120 80 100 60 80 40 60 20 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 FREQUENCY (MHz) ALL DIVIDERS AND LVDS OUTPUTS ON, DIV BY 1 TWO DIVIDERS AND LVDS OUTPUTS ON, DIV BY 1 DIVIDER DIV BY 2 AND LVDS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 AND LVDS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 ON, LVDS OUTPUT OFF 6954 G34 40 0 400 1200 800 1600 FREQUENCY (MHz) 2000 ALL DIVIDERS AND LVDS OUTPUTS ON, DIV BY 1 TWO DIVIDERS AND LVDS OUTPUTS ON, DIV BY 1 DIVIDER DIV BY 2 AND LVDS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 AND LVDS OUTPUT ON DIVIDER DIV BY 1 ON, LVDS OUTPUT OFF 6954 G35 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 17 LTC6954 ピン機能 LTC6954 + VOUT0+、VOUT1+、VOUT2(ピン1、 4、5、8、9、12) :出力電源電圧。 電源電圧範囲は、3.15V ∼ 3.45Vです。この電源にはノイズや リップルがないようにする必要があります。低インピーダンス の電源プレーンを使用することを推奨します。全てのVOUTx+ ピンを、VA+ ピン、VD+ ピン、および VIN+ ピンと同じ電源電圧に 接続する必要があります。各ピン (場合によっては各ピン対) は、0.01μFのセラミック・コンデンサをできるだけピンの近くに 配置して、それぞれ GNDに直接バイパスする必要があります。 電源接続およびバイパス方法の詳細については、 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 GND(ピン14、26、29、32、35) :グランド接続ピン。最高の性 能を確保するため、露出パッド (ピン37) および低インピーダ ンスのグランド・プレーンに直接接続します。信号品位と熱的 考慮事項に応じたグランド接続の詳細については、 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 + VA(ピン15、 23、24、34) :アナログ電源電圧。電源電圧範囲 は、3.15V ∼ 3.45Vです。この電源にはノイズやリップルがない ようにする必要があります。低インピーダンスの電源プレーン を使用することを推奨します。全てのVA+ ピンを、VOUTx+ ピン、 VD+ ピン、および VIN+ ピンと同じ電源電圧に接続する必要が あります。各ピン (場合によっては各ピン対) は、0.1μFのセラ ミック・コンデンサをできるだけピンの近くに配置して、それぞ れ GNDに直接バイパスする必要があります。電源接続および バイパス方法の詳細については、 「アプリケーション情報」 の セクションを参照してください。 CS(ピン16) :シリアル・ポートのチップ選択入力。このアクティ ブ L CMOSロジック入力は、 L になるとシリアル・ポートの トランザクションを開始します。シリアル・ポートのクロック・サ イクル数が 16になった後に H になると、シリアル・ポートの トランザクションを終了します。詳細については 「動作」 のセク ションを参照してください。 SDO(ピン17) :シリアル・データ出力。シリアル・ポートから読 み出したデータは、このCMOSロジック・ピンに出力されます。 詳細については 「動作」 のセクションを参照してください。 + VD(ピン18、 21) :デジタル電源電圧。電源電圧範囲は、 3.15V ∼ 3.45Vです。この電源にはノイズやリップルがないよう にする必要があります。低インピーダンスの電源プレーンを使 用することを推奨します。全てのVD+ ピンを、VOUTx+ ピン、VA+ ピン、および VIN+ ピンと同じ電源電圧に接続する必要があり ます。各ピンは、0.1μFのセラミック・コンデンサをできるだけピ ンの近くに配置して、それぞれ GNDに直接バイパスする必要 があります。電源接続およびバイパス方法の詳細については、 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 SCLK(ピン19) :シリアル・ポートのクロック入力。正のエッジ がトリガとなるこのCMOSロジック入力信号は、 シリアル・ポー トのデータを立ち上がりエッジでクロックに同期させます。詳 細については 「動作」 のセクションを参照してください。 SDI (ピン20) :シリアル・ポート・データ入力。シリアル・ポートに 書き込まれたデータは、このCMOSロジック・ピンに出力されま す。詳細については 「動作」 のセクションを参照してください。 SYNC(ピン22) :同期入力ピン。このCMOSロジック入力の立 ち上がりエッジで出力クロックの同期シーケンスが開始され ます。1つまたは複数のデバイスの正確な出力同期はデバイス 上で処理されるので、この信号のタイミングは重要ではありま せん。詳細については、 「動作」 と 「アプリケーション情報」 のセ クションを参照してください。 + VIN(ピン25、 30) :アナログ電源電圧。電源電圧範囲は、 3.15V ∼ 3.45Vです。この電源にはノイズやリップルがないよ うにする必要があります。低インピーダンスの電源プレーンを 使用することを推奨します。全てのVIN+ ピンを、VOUTx+ ピン、 VA+ ピン、および VD+ ピンと同じ電源電圧に接続する必要があ ります。各ピンは、0.1μFのセラミック・コンデンサをできるだけ ピンの近くに配置して、それぞれ GNDに直接バイパスする必 要があります。電源接続およびバイパス方法の詳細について は、 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 – IN+、IN(ピン27、 28) :信号入力ピン。この入力信号は、差動 またはシングルエンドにすることができます。正弦波、LVPECL ロジック、LVDSロジック、またはCMOSロジックを使用できま す。これらの入力の正しい使用方法については、 「動作」 および 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 TEMP(ピン31) :温度モニタ・ダイオード。このピンは、ダイの 温度を測定する目的で使用できるダイオードのアノードに接 続されています。温度を測定するには、電流を強制的に流して 電圧を測定します。 ダイ温度のモニタの詳細については、 「アプ リケーション情報」 のセクションを参照してください。 GND(露出パッド・ピン37) :グランド接続ピン。パッケージの 露出パッドはPCBのランドに半田付けする必要があります。 PCBのランドパターンには、グランドのインダクタンスと熱抵 抗の両方を減らすためにグランド・プレーンへの複数のサーマ ル・ビアを設けます。信号品位と熱的考慮事項に応じたグラン ド接続の詳細については、 「アプリケーション情報」 のセクショ ンを参照してください。 6954f 18 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 ピン機能 LTC6954-1 の出力およびモード選択 LTC6954-2 の出力およびモード選択 OUT0SEL(ピン13) :OUT0のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT0出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT0SEL(ピン13) :OUT0のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT0出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT0–、OUT0(ピン10、 11) :LVPECL出力ピン。これらの差 動ロジック出力は、通常、VOUT0+ 電源より2V 低い電源に接 続された50Ω抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT0–、OUT0(ピン10、 11) :LVPECL出力ピン。これらの差 動ロジック出力は、通常、VOUT0+ 電源より2V 低い電源に接 続された50Ω抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT1SEL(ピン33) :OUT1のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT1出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT1SEL(ピン33) :OUT1のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT1出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT1–、OUT1(ピン6、 7) :LVPECL出力ピン。これらの差動ロ ジック出力は、通常、VOUT1+ 電源より2V 低い電源に接続さ れた50Ω 抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「ア プリケーション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT1–、OUT1(ピン6、 7) :LVPECL出力ピン。これらの差動ロ ジック出力は、通常、VOUT1+ 電源より2V 低い電源に接続さ れた50Ω 抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「ア プリケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT2SEL(ピン36) :OUT2のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT2出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT2SEL(ピン36) :OUT2のモード選択。このピンをグラン ドに接続すると、OUT2はCMOSロジック・タイプの出力とし て構成されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT2は LVDSロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT2–、OUT2(ピン2、 3) :LVPECL出力ピン。これらの差動ロ ジック出力は、通常、VOUT2+ 電源より2V 低い電源に接続さ れた50Ω 抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「ア プリケーション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT2–、OUT2(ピン2、 3) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの出 力は、OUT2SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS出 力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 19 LTC6954 ピン機能 LTC6954-3 の出力およびモード選択 LTC6954-4 の出力およびモード選択 OUT0SEL(ピン13) :OUT0のモード選択。このピンをVA+ 電 源に接続すると、内部のアクティブなOUT0出力エミッタ・フォ ロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに接 続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LVPECLの内部バイアスの詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT0SEL(ピン13) :OUT0のモード選択。このピンをGNDに 接続すると、OUT0はCMOSロジック・タイプの出力として構成 されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT0はLVDS ロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT0–、OUT0(ピン10、 11) :LVPECL出力ピン。これらの差 動ロジック出力は、通常、VOUT0+ 電源より2V 低い電源に接 続された50Ω抵抗で終端されます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT1SEL(ピン33) :OUT1のモード選択。このピンをGNDに 接続すると、OUT1はCMOSロジック・タイプの出力として構成 されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT1はLVDS ロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT1–、OUT1(ピン6、 7) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの出 力は、OUT1SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS出 力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 OUT2SEL(ピン36) :OUT2のモード選択。このピンをGNDに 接続すると、OUT2はCMOSロジック・タイプの出力として構成 されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT2はLVDS ロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT2–、OUT2(ピン2、 3) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの出 力は、OUT2SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS出 力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 + OUT0–、OUT0(ピン10、 11) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの 出力は、OUT0SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS 出力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 OUT1SEL(ピン33) :OUT1のモード選択。このピンをGNDに 接続すると、OUT1はCMOSロジック・タイプの出力として構成 されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT1はLVDS ロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT1–、OUT1(ピン6、 7) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの出 力は、OUT1SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS出 力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 OUT2SEL(ピン36) :OUT2のモード選択。このピンをGNDに 接続すると、OUT2はCMOSロジック・タイプの出力として構成 されます。このピンをVA+ 電源に接続すると、OUT2はLVDS ロジック・タイプの出力として構成されます。 + OUT2–、OUT2(ピン2、 3) :LVDS/CMOS出力ピン。これらの出 力は、OUT2SELピンを使用してLVDS出力またはCMOS出 力として設定できます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケー ション情報」 のセクションを参照してください。 6954f 20 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 ブロック図 25 VIN+ 15 23 24 34 VA+ VA+ VA+ VA+ 26 GND IN+ 27 IN– 28 DELAY 0 DEL0 = 0 TO 63 OUTPUT 0 DRIVER M0 DIVIDER M0 = 1 TO 63 VOUT0+ 9 OUT0+ 11 OUT0– 10 VOUT0+ 12 29 GND 30 VIN+ 22 13 33 36 SYNC 20 16 31 DELAY 1 DEL1 = 0 TO 63 M1 DIVIDER M1 = 1 TO 63 OUT1SEL SDO VOUT1+ 5 OUT1+ 7 OUT1– 6 VOUT1+ 8 OUT2SEL 18 VD+ 19 OUTPUT 1 DRIVER OUT0SEL 21 VD+ 17 SYNC CONTROL SPI SERIAL PORT AND DIGITAL LOGIC OUTPUT 2 DRIVER DELAY 2 DEL2 = 0 TO 63 M2 DIVIDER M2 = 1 TO 63 VOUT2+ 1 OUT2+ 3 OUT2– 2 VOUT2+ 4 SCLK SDI CS TEMP 32 GND 14 GND 35 GND EXPOSED GND PAD GND 37 6954 BD 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 21 LTC6954 タイミング図 出力伝播遅延およびスキュー、Mx[5:0] = 1 IN– IN+ tSKEWP0 OUT0– OUT0+ tpdP1 OUT1– OUT1+ tSKEWP2 OUT2– OUT2+ 6954 TD01 差動 LVPECL の立ち上がり/ 立ち下がり時間 80% 20% tRISE tFALL 6954 TD02 差動 LVDS の立ち上がり/ 立ち下がり時間 シングルエンドCMOS の立ち上がり/ 立ち下がり時間 80% 80% 20% 20% tRISE tFALL 6954 TD03 tRISE tFALL 6954 TD04 6954f 22 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 LTC6954 の概要 LTC6954は、低位相ノイズのクロック分配デバイス・ファミリで す。各デバイスは3つの出力を備えており、各出力にはプログ ラム可能な分周器と遅延ブロックがあります。以下に示すよう に、出力ロジック信号の種類が異なる4つのファミリ構成デバ イスがあります。 LTC6954-1:3つのLVPECL出力 LTC6954-2:2つのLVPECL出力および 1つのLVDS/CMOS 出力 図 1に示すように、LTC6954は2つの異なる回路部(多出力ク ロック分配部、デジタル制御部) で構成されます。 LTC6954のクロック分配部は、最大1.4GHz (LTC6954-1では、 DELx = 0の場合に1.8GHz) の入力信号を受け取り、入力に 基づいて3つの出力信号を供給します。出力信号のロジック・ タイプは、LTC6954デバイスのバージョンおよび OUTxSEL出 力モード選択ピンによって決まります。表 1に、デバイスの4つ 全てのバージョン、各バージョンで使用可能な出力タイプ、お よび出力に対するOUTxSELピンの接続の影響を示します。 LVPECLロジック出 力は、最 大 1.4GHz(LTC6954-1では、 DELx = 0の場合に1.8GHz) で動作できます。OUTxSELピン + をVA 電源に接続すると、内部のアクティブな出力エミッタ・ フォロワのバイアスがイネーブルされます。このピンをGNDに 接続すると、この内部バイアス回路がディスエーブルされます。 LTC6954-3:1つのLVPECL出力および 2つのLVDS/CMOS 出力 LTC6954-4:3つのLVDS/CMOS出力 IN+ LTC6954-X IN– SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL OUT1SEL OUT2SEL DIGITAL CONTROL SDO SPI SERIAL PORT SDI SERIAL PORT AND DIGITAL DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 OUT0+ OUT0– OUT1+ CLOCK DISTRIBUTION OUT1– OUT2+ OUT2– SCLK CS 6954 F01 図 1. 回路ブロックを示したLTC6954 表 1.LTC6954 のバージョンおよび出力の構成 LTC6954の バージョン 出力0 出力1 出力2 OUT2SEL = GND OUT2SEL = VA+ LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS CMOS LVDS LVDS CMOS LVDS CMOS LVDS OUT0SEL = GND OUT0SEL = VA LTC6954-1 LVPECL (IBIAS is Off) LTC6954-2 + OUT1SEL = GND OUT1SEL = VA LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LTC6954-3 LVPECL (IBIAS is Off) LTC6954-4 CMOS + 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 23 LTC6954 動作 LVDS/CMOS出力は、 OUTxSELピンの接続による構成に従っ て、CMOSロジック・タイプまたはLVDSロジック・タイプのい ずれかになります。OUTxSELピンをグランドに接続すると、出 力は、最大 250MHzで動作可能なCMOSロジック出力として 構成されます。OUTxSELピンをVA+ 電源に接続すると、出力 は、LVCSxを0に設定した場合は (ラインの遠端部のみを終 端して)最大 800MHz、LVCSxを1に設定した場合は (二重に 終端して)最大 1400MHzで動作可能なLVDSロジック出力と して構成されます。詳細については、 「動作」 と 「アプリケーショ ン情報」 のセクションを参照してください。 デジタル制御部には、SPI 完全互換のシリアル制御バス、3 つの出力モード選 択ピン (OUT0SEL、OUT1SEL、および OUT2SEL)、および EZSyncクロック同期(SYNC)機能があり ます。ほとんどのデバイス設定および動作モードは、SPI バス を介して制御されます。 LTC6954デバイスのバージョンおよび出力ロジックの構成に 関わらず、3つの出力は、1 ∼ 63の任意の整数で入力周波数 を分周し、0 ∼ 63の入力クロック・サイクル数で任意の出力を 遅延させるように、全て個別に設定されます。デューティ・サイ クルが 50%の入力信号の場合、出力デューティ・サイクルは分 周数に関係なく常に50%になります。 図 3に、LTC6954を駆動するLTC6950を示しています。この 例では1つのLTC6954デバイスを示していますが、LTC6950 からの各出力は、異なるLTC6954デバイスを駆動して最大 5 つのLTC6954デバイスをサポートすることができます。使いや すいEZSyncマルチデバイス同期機能により、全てのデバイス の全ての出力のエッジを均一に揃えることが保証されます。 EZSync 動作の詳細については、 「EZSyncクロック出力の同 期」 のセクションを参照してください。 消費電力を最小限に抑えるため、LTC6954の多くの回路部 は不使用時に電源を切ることができます。図 2に示すように、 LTC6954は独立したクロック分配デバイスとして使用できま す。クロック分配部の不使用出力は電源を切ってもかまいま せん。 0.1µF 49.9Ω 3.3V V+ IN+ LTC6954-x IN– 49.9Ω 49.9Ω SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL OUT1SEL OUT2SEL SDO SPI SERIAL PORT SDI SERIAL PORT AND DIGITAL DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 OUT0+ OUT0– OUT1+ OUT1– OUT2+ OUT2– SCLK CS GND 6954 F02 図 2.独立したクロック分配デバイスとして接続されたLTC6954 6954f 24 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 0.1µF 0.1µF 3.3V REF OSC 49.9Ω – REF VCP+ V+ REF+ R DIVIDER 49.9Ω 5V N DIVIDER PHASE FREQUENCY DETECTOR LTC6950 VCO CP CHARGE PUMP CP 49.9Ω RZ CI VCO+ 49.9Ω VCO– SYNC SYNC SYNC CONTROL STAT2 STAT1 SDO SDI SERIAL PORT SCLK CS DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 49.9Ω PECL0+ PECL0– 49.9Ω PECL1+ TO DATA ACQUISITION, FPGA, ASICs PECL1– PECL2+ PECL2– PECL3+ PECL3– LV/CM+ LV/CM– TO FPGA, ASICs GND 0.1µF 3.3V 100Ω V+ IN+ LTC6954-X IN– SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL OUT1SEL 3.3V OUT2SEL SDO SPI SERIAL PORT SDI SERIAL PORT AND DIGITAL DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 OUT0+ OUT0– OUT1+ TO DATA ACQUISITION, FPGA, ASICs OUT1– OUT2+ OUT2– SCLK CS GND 6954 F03 図 3.LTC6954 にクロックを供給するコントローラ・モードの LTC6950 最高の性能を得るために、LTC6950からのLVPECL 出力のうちの1つを使用して (IBIASをイネーブルして) LTC6954にクロックを供給します。1ms(最小)幅のパルスをSYNCピンに供給することで、 両方のデバイスからの全ての出力を簡単に同期することができます。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 25 LTC6954 動作 入力バッファ 出力分周器(M) LTC6954の入力バッファ(IN+、IN–) は、差動またはシングル エンドの周波数信号源に対する柔軟なインタフェースを実現 します。最大入力信号周波数は、1.4GHz(LTC6954-1では、 DELx = 0の場合に1.8GHz) です。入力保護ダイオードがオン しないように、信号振幅が 1.5VP-P より小さい限り、差動信号 を入力に直接供給することができます (図 4を参照)。 各クロック分配経路には、分周係数設定値 Mで入力周波数 を低減する6ビットの出力 (M)分周器が組み込まれています。 各出力分周器のMx[5:0]ビットをプログラムすることにより、分 周係数は1 から63までの任意の整数に設定されます。分周係 数が 1よりも大きく設定された場合、出力分周器内の回路は、 出力のデューティ・サイクルが常に50%になることを保証しま す。出力分周器の分周係数が 1または0に設定されている場 合、出力のデューティ・サイクルは入力のデューティ・サイクルと 同じになり、出力分周器はバイパスされてパワーダウンします。 各クロック出力分配経路の出力分周器制御ビットを収容して いるレジスタのまとめについては、表 2を参照してください。完 全なレジスタ・マッピング情報については、表 6「シリアル・ポー ト・レジスタのマッピング」 を参照してください。 また、IN 入力は低ノイズで、スルーレートが 100V/μs 以上で あることも重要です。IN 信号要件およびインタフェース動作の 詳細については、 「アプリケーション情報」 のセクションを参照 してください。 BIAS VIN+ VIN+ 表 2.出力 (M)分周器の制御レジスタ 2.05V 1.2k 27 28 分周係数 ビット レジスタのアドレス (16 進値) OUT0 M0 [5:0] h02 OUT1 M1 [5:0] h04 OUT2 M2 [5:0] h06 クロック出力 1.2k IN+ IN– 入力クロック・サイクルの遅延(DEL) 6954 F04 図 4.IN 入力の簡略回路図 クロック分配 LTC6954は、3つの低スキュー分配経路による低ノイズのク ロック分配機能を備えています。各分配経路には、出力分周 器、入力クロック・サイクル遅延ブロック、および出力ドライバ が組み込まれています。選択したLTC6954デバイスおよび 対応するOUTxSELピンの構成に応じて、出力ドライバを、 LVPECL、LVDS、またはCMOS 互換にすることができます。 各クロック分配経路には6ビットの入力サイクル遅延ブロック が組み込まれています。このブロックは同期入力ピン (SYNC) と組み合わせて、さまざまなクロック出力の位相整列を強制 的に行う目的で使用されます。SYNC 入力のアサートが解除 されると、遅延ブロックは入力クロック・サイクルのカウントを 開始します。カウントが各経路の設定値に達すると、出力ドラ イバは遷移を開始します。電力を節減するため、全ての出力の 位相整列が完了すると入力サイクル遅延ブロックの電源は切 れます。 各出力に対して許容される遅延調整のサイクル数は0 から63 までの任意の整数にすることが可能であり、特定の遅延ブ ロックをイネーブルして、該当するDELx[5:0] ビットに遅延サ イクルの数を直接プログラムすることによって構成されます。 SYNC_ENxビットを1に設定すると、各遅延ブロックはイネー ブルされます。また、SYNC_ENxを0に設定すると、選択した サイクル遅延ブロックはバイパスされ、電源が切れます。 6954f 26 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 入力クロック・サイクル遅延ブロックは出力分周器ブロックと は無関係に動作するので、サイクル遅延設定値の調整は、出 力分周器の分周係数設定とは無関係に行われます (図 5の例 を参照)。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 IN OUT0 1 INPUT CYCLE DELAY OUT1 11 INPUT CYCLE DELAY 6954 F05 SYNC DE-ASSERTED EARLIER 図 5. 入力クロック遅延動作 (M0 = M1 = M2 = 4、DEL0 = 0、DEL1 = 1、DEL2 = 11) SYNC 入力ピンを使用して特定の出力の位相整列を実行す る方法の詳細については、 「EZSyncクロック出力の同期」 のセ クションを参照してください。 各クロック出力分配経路の出力遅延制御ビットを収容してい るレジスタのまとめについては、表 3を参照してください。完全 なレジスタ・マッピング情報については、表6「シリアル・ポート・ レジスタのマッピング」 を参照してください。 表 3. 出力遅延(DEL)制御レジスタ ビット 同期 イネーブル ビット レジスタの アドレス (16 進値) DEL0 [5:0] SYNC_EN0 [7] h01 DEL1 [5:0] SYNC_EN1 [7] h03 DEL2 [5:0] SYNC_EN2 [7] h05 クロック 出力 出力 遅延 OUT0 OUT1 OUT2 表 5.LVDS 電流の設定 クロック出力 ビット・ディスクリプタ OUT0 OUT1 OUT2 LVCS0 LVCS1 LVCS2 LTC6954-2/LTC6954-3/LTC6954-4は、1つ 以 上 のLVDS出 力またはCMOS出力を供給する能力を備えています。対応す る出力のOUTxSELピンをVA+ に接続すると、最大 1.4GHzの 周波数でLVDS 互換動作がイネーブルされ、OUTxSELピン をGNDに接続すると、250MHzの最大動作周波数で2つの CMOS 互換出力ドライバが構成されます。 出力ドライバをCMOS 動作に構成した場合、 ビットCMSINVx – + を1に 設 定 すると、OUT が OUT に 対 して 反 転 します。 CMSINVxを0に設定すると、OUT+とOUT– の両方が同相に なります。各クロック出力分配経路のCMOS 位相制御ビット を収容しているレジスタのまとめについては、表 4を参照してく ださい。 1 INPUT CYCLE OUT2 LVDS/CMOS 出力ドライバ 表 4.CMOS 位相選択レジスタ クロック 出力 ビット・ ディスクリプタ ビット レジスタのアドレス (16 進値) OUT0 CMSINV0 [6] h01 OUT1 CMSINV1 [6] h03 OUT2 CMSINV2 [6] h05 出力をLVDS 動作に構成した場合、LVCSxビットを使用して、 出力ドライバを異なる出力電流モードにさらに構成することが できます。LVDS 電流設定を格納するレジスタのまとめについ ては、表 5を参照してください。高い電流設定は、LVDS出力 ドライバが二重に終端されているアプリケーションに最適で す。例えば、LVDS出力が、100Ωの差動抵抗を使用して近端 部で終端され、かつ100Ωの差動抵抗を使用して遠端部で終 端されている場合、LVCSを7mA 動作に設定すると、LVDS の最大振幅が得られます。LVDSおよび CMOS出力ドライバ・ インタフェース回路については、 「アプリケーション情報」 のセ クションを参照してください。 ビット レジスタのアドレス(16進値) 値 ILVDS [6] h02 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) [6] [6] h04 h06 差動終端 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 27 LTC6954 動作 LVPECL 出力ドライバ LTC6954-1/LTC6954-2/LTC6954-3は、選 択 され たデバ イ スのバージョンに応じて、1つ以上の低ノイズ、低スキュー のLVPECL 互換出力ドライバを提供できます。各出力ドラ イバ は、最 大 1.4GHz(LTC6954-1で は、DELx = 0の 場 合 に1.8GHz)の周波数で動作するように設計されています。ま た、この出力は、バイアス印加と終端に関して相当な柔軟 性を備えています。該当する出力ドライバ・ブロックに対して OUTxSELピンをVA+に設定することにより、 出力エミッタ・フォ ロワへの内部バイアス印加を選択できます。簡略回路図につ いては、図 6を参照してください。 内部バイアスをイネーブルすると、通常は必要な外付け受動 素子の数が減少します。多くの場合、1 本の100Ω 差動終端 抵抗を遠端に取り付けるだけで済みます。さらに、 立ち上がり/ 立ち下がり時間の釣り合いが取れているのは、内部バイアス に定電流を使用していることが要因である可能性があります。 OUTxSELを0に設定すると、内部バイアスはディスエーブル されるので、標準のLVPECL バイアス回路網および終端回路 網を使用してLVPECL出力ドライバを構成できます。推奨の バイアス回路網および終端回路網の詳細については、 「アプリ ケーション情報」 のセクションを参照してください。 EZSyncクロック出力の同期 LTC6954は、CMOSロジック互換のSYNC 入力ピンに単にパ ルスを供給することにより、独立した単一デバイスからのクロッ ク出力の立ち上がりエッジを容易に同期することができます。 VOUTx+ リニアテクノロジーのEZSync 制御モード対応のドライバのい ずれか (LTC6950など) を使用してLTC6954のIN 入力を駆 動することにより、複数のデバイスの同期を簡単に実現するこ ともできます。EZSync 制御モードのデバイスをドライバとして 使用し、LTC6954デバイスのSYNC 入力ピンにパルスを供給 して、最大 5つのLTC6954デバイスの出力を簡単に同期する ことができます。このパルスには、高精度なタイミング要件はあ りません。EZSyncコントローラ・デバイスが、高精度なタイミ ングを全て提供します。 1つのデバイスの独立した同期 独立した1つのLTC6954の出力の立ち上がりエッジを同期 するには、持続時間が 1ms 以上のCMOSロジック・パルスを SYNC 入力に供給する必要があります。 各同期クロック出力は、そのSYNC_ENxビットを1にプログ ラムすることにより、同期可能にします。出力を同期可能にプ ログラムすると、そのクロック出力は、同期処理時にゲート制 御されます (つまり不連続状態になります)。したがって、同期 動作中に妨害(ゲート制御) されてはならないクロック出力の SYNC_ENxビットは、必ず 0にプログラムします。 同期動作は、SYNC 入力 (ピン22) を1ms 以上強制的にロジッ ク H にすることによって行なわれます。その後、LTC6954は 入力信号を基準にしてSYNC 入力のタイミングを再調整し、 図 7に示すように内部 SYNC_RET 信号を生成します。SYNC_ RET 信号が H になった場合、全ての同期可能なクロック出 VOUTx+ OUT+ OUT – IBIAS IBIAS 6954 F06 図 6.LVPECL 出力の簡略回路図 6954f 28 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 力は、いったん L になると L のまま推移します。LTC6954は 同期動作時であっても小パルスの発生を防止する回路を内 蔵しているので、クロック出力が L になるのは、 L になるの が通常である場合に限られることに注意してください。内部の SYNC_RET 信号が L になると、全ての同期可能な出力が同 時に H になり、同期動作が完了します。 遅 延ビット (DELx[5:0])をプログラムすることによって、 LTC6954は、同期状態の最初の立ち上がりエッジ以外の位 相関係でクロック出力を供給することもできます。DELx[5:0] をプログラムすると、同期可能な各出力を個別に構成し、遅 延が 0の場合と比較して、立ち上がりまでに最大 63の追加入 力クロック・サイクルにわたって待機させることができます。例 えば、OUT0出力とOUT1出力を両方とも4 分周するよう構成 していると仮定した場合、DEL0[5:0]を0に、DEL1[5:0]を1に プログラムすると、同期動作の完了後に出力は直交関係を得 ることができます (図 8を参照)。節電のため、入力サイクル遅 延回路は同期完了後オフになります。 複数のデバイスの同期 同期した出力を、単一デバイスで使用可能な数よりも多く供 給するように、複数のLTC6954デバイスを簡単に構成するこ とができます。ただし、全てのデバイスをEZSyncコントローラ・ IN SYNC_RET … … OUT0 … OUT1 … 6954 F08 図 8. 同期によるI/Qクロックの獲得、 SYNC_EN0 = SYNC_EN1 = 1、M0[5:0] = M1[5:0] = 4、 DEL0[5:0] = 0、DEL1[5:0] = 1 0.1µF 3.3V REF OSC IN+ V+ IN– LTC6954-X SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL SYNC_RET OUT0+ OUT0 DIVIDE AND DELAY OUT1+ OUT1SEL OUT2SEL SDO SPI SERIAL PORT SDI OUT0– SERIAL PORT AND DIGITAL OUT1 DIVIDE AND DELAY LV/CM DIVIDE AND DELAY OUT2 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN4 = 1, FLRDRV = 0 OUT1– OUT2+ OUT2– SCLK CS GND 6954 F07 図 7.SYNC_RET の伝播 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 29 LTC6954 動作 デバイスが駆動する必要があります。 同期の対象となる全てのデバイスは共通のSYNC 入力を共有 する必要がありますが、異なるデバイス間でこの信号のタイミ ングを高精度にするという要件はありません。要件は、異なる デバイス間でのSYNC パルスのスキューが 10μsを超えないこ とと、SYNCパルスの持続時間が1ms以上ということだけです。 複数のデバイスの同期の背景にある一般的概念は、1つのデ バイスをEZSync「コントローラ」 とし、その他のデバイスを全て 「フォロワ」 とすることです。コントローラ・デバイスは、ゲート 制御クロック入力を全てのフォロワ・デバイスに供給するので、 全てのデバイスのタイミングを制御します。各フォロワ・デバイ スに適切なゲート制御クロック信号を入力することにより、コ ントローラは、全てのフォロワ・デバイスの出力がそれらの最 初の立ち上がりエッジで同期することを保証します。 さらに、フォロワ・ドライバとして使用しないコントローラ・デバ イスの出力を、フォロワが同期するように構成することができ ます。これにより、その出力が最初の立ち上がりエッジで全て のフォロワ・デバイスの出力と必ず同期するようになります。 LTC6954は、制御モードでは動作できず、フォロワとしてしか 使用できません。LTC6950などのデバイスは、制御モードまた はフォロワ・モードで動作することができます。LTC6950は、5 つの出力が使用可能であり、最大 5つのフォロワ・デバイスを 制御および駆動することができます。それらのフォロワは、追 加のLTC6950デバイス、LTC6954デバイス、または各デバイ スの任意の組み合わせにすることができます。 EZSync 機能により、クロックの立ち上がりエッジのマルチデ バイス同期が容易になるので、複数デバイスの出力では、位 相整列が再現可能なものになります。EZSyncは絶対時間の 同期を保証しません。つまり、EZSyncは入力サイクル遅延調 整だけ行うので、コントローラおよびフォロワの出力ピンで測 定した場合、コントローラからフォロワまでのPCBトレース遅 延に加えてフォロワ・デバイスの伝播遅延が、フォロワとコント ローラの間の絶対時間の変化として反映されます。 複数のEZSync 互換デバイスを同期するための最も簡単な 構 成を図 9に示します。LTC6950のSYNCMD[1:0]ビットは 制御モードに設定されています。LTC6950のPECL0出力は LTC6954の入力として使用されるので、LTC6950はその出力 をフォロワ・ドライバにするよう構成します。これを行うには、 FLDRV0を1にプログラムします。 LTC6950のPECL1、PECL2、PECL3、および LV/CMの各出 力をフォロワ同期として構成するには、内部のVCOサイクル 遅延セルをイネーブルする必要があります。これをこれを行う には、FLDRV1、FLDRV2、FLDRV3、および FLDRV4ビット を0にプログラムします。出力のSYNC_ENxビットを全て1に プログラムして、同期できるようにします。妨害(ゲート制御) さ れないようにする出力がある場合は、そのSYNC_ENxビット を0にプログラムしてください。 図 9の 例 で は、PECL0 差 動 出 力を 使 用して、LTC6954の LVPECL 互換入力を駆動する任意の選択を行ないます。該当 のFLDRVxビットを1にプログラムする限り、LTC6950のどの 出力を使用してもかまいません。 同期の対象になる全てのLTC6954の出力のSYNC_ENxビッ トを1にプログラムする必要があります。前述したように、妨 害(ゲート制御) されないようにする出力がある場合は、その SYNC_ENxビットを0にプログラムしてください。 図 10のタイミング図は、図 9に示す回路のマルチデバイス 出力同期を説明しています。LTC6950(コントローラ)および LTC6954(フォロワ)の構成は、両方とも前の段落で説明し たとおりです。SYNC 入力がロジック L になると、LTC6954 の両 方の出力 (LTC6954.OUT0および LTC6954.OUT1)が それらの最初の立ち上がりエッジを互いに整合させており、 LTC6950のフォロワ同期出力 (LTC6950.PECL1) も同様であ ることを図 10では強調しています。 6954f 30 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 0.1µF 3.3V REF OSC V+ REF+ REF– R DIVIDER PHASE FREQUENCY DETECTOR PECL0 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN0 = 1, FLRDRV = 1 PECL1 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN1 = 1, FLRDRV = 0 STAT1 SDO SERIAL PORT SDI PECL2 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN2 = 1, FLRDRV = 0 SCLK PECL3 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN3 = 1, FLRDRV = 0 CS GND VCO CP CHARGE PUMP VCO– SYNC_RET STAT2 LTC6950 VCO+ SYNC RETIME CONTROL SYNC 5V VCP+ N DIVIDER SYNC 0.1µF LV/CM DIVIDE AND DELAY SYNC_EN4 = 1, FLRDRV = 0 PECL0+ PECL0– PECL1+ PECL1– PECL2+ PECL2– PECL3+ PECL3– LV/CM+ LV/CM– 0.1µF 3.3V 100Ω V+ IN+ IN– SYNC SYNC CONTROL SYNC_RET OUT0SEL OUT1SEL OUT2SEL SDO SPI SERIAL PORT SDI SERIAL PORT AND DIGITAL OUT0 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN0 = 1 OUT1 DIVIDE AND DELAY SYNC_EN1 = 1 OUT2 DIVIDE LV/CM DIVIDE AND AND DELAY DELAY SYNC_EN2 =1 =0 SYNC_EN4 = 1, FLRDRV LTC6954-X OUT0+ OUT0– OUT1+ OUT1– OUT2+ OUT2– SCLK CS GND 6954 F09 図 9.LTC6954フォロワ・デバイスを駆動するLTC6950コントローラ・デバイス LTC6950のPECL0 出力はLTC6954の入力を駆動します。それ以外の全てのLTC6950 出力はフォロワ同期として プログラムされるので、7つの出力全てを立ち上がりエッジで同期することができます。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 31 LTC6954 動作 EZSync 制御モードのデバイスには、VCO 入力へのクロック同 期だけでなく、PLLの帰還 N 分周器への同期などの、使用可 能な多くのタイミング設定があります。そのため、コントローラ のPLL がロックされているときに、基準周波数に同期すること ができます。制御モード動作の詳細については、EZSyncコン トローラ・デバイス (LTC6950など) のデータシートを参照して ください。 VCO SYNC … … … … 図 9および図 10に示すように、EZSync 機能により、制御モー ドで構成されたデバイスはゲート制御のクロック信号を適切 に生成できます。この信号により、フォロワ・モードの全てのデ バイスは互いに同期し、またコントローラの全てのフォロワ同 期出力とも同期することが保証されるので、マルチデバイス同 期が簡単になります。 … … … … … … … … … … … … … … … … LTC6954.OUT0 … … … … LTC6954.OUT1 … … … … LTC6950.SYNC_RET … LTC6950.PECL0 … LTC6950.PECL1 LTC6954.SYNC_RET … … EDGE SYNCHRONIZED 6954 F10 図 10. 図 9 に示す回路のタイミング図、エッジ同期出力を強調 LTC6950:M0[5:0] = 1、M1[5:0] = 4、DEL1[5:0] = 0、FLDRV0 = 1、FLDRV1 = 0、SYNC_EN0 = SYNC_EN1 = 1、 LTC6954:M0[5:0] = 4、M1[5:0] = 4、DEL0[5:0] = DEL1[5:0] = 0、SYNC_EN0 = SYNC_EN1 = 1 6954f 32 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 シリアル・ポート LTC6954のSPI 互換シリアル・ポートは、チップ制御機能を備 えています。 通信シーケンス シリアル・バスは、チップ 選 択(CS)、シリアル・クロック (SCLK)、シリアル・データ入力 (SDI)、およびシリアル・デー タ出力 (SDO)の各信号で構成されています。LTC6954 への データ転送は、シリアル・バスのマスタ・デバイスが最初にCS を L にして、LTC6954のシリアル・ポートをイネーブルするこ とによって行われます。SDIに入力されたデータはSCLKの立 ち上がりエッジでクロックに同期し、最上位ビットを先頭にし て転送されます。通信バーストは、シリアル・バスのマスタ・デ バイスが CSを H に戻すと終了します。詳細については図 11 を参照してください。 データは、通信バーストの間にSDOを使ってデバイスから読 み出されます。CS が H であるか、デバイスからデータが読み 出されていない場合、SDOは高インピーダンス (Hi-Z) になる ので、読み出しをマルチドロップにする (シリアル・バスに複数 のLTC6954を並列に接続する) ことができます。LTC6954を マルチドロップ構成で使用しない場合、またはシリアル・ポー トのマスタが読み出しシーケンスと読み出しシーケンスの間 SDOラインのレベルを設定することができない場合、SDOと GNDの間に200k 以上の高い値の抵抗を接続して、Hi-Z 状 態の間にラインが確実に既知のレベルに戻るようにすることを 強く推奨します。詳細については図 12を参照してください。 MASTER–CS tCSS tCKL tCKH tCSS tCSH MASTER–SCLK tCS MASTER–SDI tCH DATA DATA 6954 F11 図 11.シリアル・ポートの書き込みタイミング図 MASTER–CS 8TH CLOCK MASTER–SCLK tDO LTC6954–SDO Hi-Z tDO DON’T CARE tDO tDO DATA DATA Hi-Z 6954 F12 図 12.シリアル・ポートの読み出しタイミング図 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 33 LTC6954 動作 1 バイトの転送 シリアル・ポートは直接的なメモリ・マップとして構成されてお り、8 バイト幅のレジスタにより、状態と制御のデータを利用で きます。全てのデータ・バーストは少なくとも2 バイトで構成さ れます。最初のバイトの最上位(MSB)7ビットはレジスタのア ドレスです。最下位ビット (LSB)が 1であればデバイスからの 読み出しを示し、LSB が 0であればデバイスへの書き込みを 示します。それに続く1 バイト、または複数バイトは、指定され たアドレスからのデータ、または指定されたアドレスへのデー タです。詳細な書き込みシーケンスの例については図 13を、 読み出しシーケンスについては図 14を参照してください。 2つの書き込み通信バーストの例を図15に示します。シリアル・ バスのマスタ・デバイスからの最初の通信バーストには、SDIの 最初のバイトが含まれています。この内容は、7ビットの宛先レ ジスタ・アドレス (Addr0) と、 書き込み操作を示す0のLSBです。 SDIの2番目のバイトは、 アドレスAddr0に書き込むデータです。 最初の通信バーストを終了するには、CSを H にします。 2番目の通信バーストは最初の通信バーストと同じ構成になり ます。SDIの最初のバイトの内容は、7ビットの宛先レジスタ・ アドレス (Addr1) と、書き込み動作を示す0のLSBです。SDI の次のバイトはアドレスが Addr1のレジスタ宛のデータです。 最後に、CSを H にすることにより転送は終了します。 MASTER–CS 16 CLOCKS MASTER–SCLK 7-BIT REGISTER ADDRESS MASTER–SDI 8 BITS OF DATA A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 = WRITE Hi-Z LTC6954–SDO 6954 F13 図 13.シリアル・ポートの書き込みシーケンス MASTER–CS 16 CLOCKS MASTER–SCLK 7-BIT REGISTER ADDRESS MASTER–SDI 1 = READ A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 8 BITS OF DATA LTC6954–SDO Hi-Z X D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DX Hi-Z 6954 F14 図 14.シリアル・ポートの読み出しシーケンス 6954f 34 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 複数バイトの転送 LTC6954のレジスタ・アドレス自動インクリメント機能を使用 すれば、図 16に示すように、複数バイトのデータ転送をより効 率的に行うことができます。図 16は、図 15と同様に、 シリアル・ バスのマスタ・デバイスが最初のバイトで宛先レジスタ・アドレ スと0のLSBを送信し、その後に宛先レジスタのデータである 2 番目のバイトを送信していることを示しています。ただし、シリ アル・バスのマスタ・デバイスは、CSを H に戻すことによって バーストを終了するのではなく、後続のレジスタを宛先とした バイトを送信し続けます。バイト1の宛先アドレスはAddr0+1 であり、バイト2の宛先アドレスはAddr0+2であり、以下同様 です。レジスタ・アドレス・ポインタが7(h07) を過ぎてインクリメ ントしようとすると、自動的に0にリセットされます。 自動インクリメントによるデバイスからの読み出しの例を図 17 に示します。シリアル・バスのマスタ・デバイスからのバースト の最初のバイトの内容は、7ビットの宛先レジスタ・アドレス (Addr0) と、読み出し動作を示す1のLSBです。LTC6954は、 読み出しバーストを検出すると、SDOをHi-Z 状態から復帰さ せ、レジスタAddr0のデータからデータ・バイトを順番に送信 し始めます。CSを H にすることにより、デバイスはバーストが 終了するまでSDI 上のそのほかのデータを全て無視します。 MASTER–CS Addr0 + Wr MASTER–SDI LTC6954–SDO Byte 0 Addr1 + Wr Byte 1 Hi-Z 6954 F15 図 15.シリアル・ポートのシングル・バイト書き込み MASTER–CS Addr0 + Wr MASTER–SDI LTC6954–SDO Byte 0 Byte 1 Byte 2 Hi-Z 6954 F16 図 16.シリアル・ポートの自動インクリメント書き込み MASTER–CS Addr0 + Rd MASTER–SDI LTC6954–SDO Hi-Z DON’T CARE Byte 0 Byte 1 Hi-Z Byte 2 6954 F17 図 17.シリアル・ポートの自動インクリメント読み出し 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 35 LTC6954 動作 マルチドロップ構成 ブロックのパワーダウン 複数のLTC6954 がシリアル・バスを共有することができます。 このマルチドロップ構成では、SCLK、SDI、および SDO が全 デバイスの間で共有されます。シリアル・バスのマスタは各 LTC6954ごとに別個のCSを使用して、必ず 1 個のデバイスの CSだけがアサートされるようにする必要があります。値の大き な抵抗をSDOとGNDの間に接続して、Hi-Z 状態の間ライン が既知のレベルに必ず戻るようにすることを推奨します。 LTC6954は、未使用のブロックをパワーダウンする、非常に高 い柔軟性を備えています。パワーダウン・ビットのまとめを表 7 に示します。特定部分のシャットダウンによる省電力量を調べ るには、 「電気的特性」の 「Supply Current Delta」の部分を参 照してください。 シリアル・ポート・レジスタ LTC6954のメモリ・マップを表 6に示します。ビットの詳細な説 明を表 8に示します。 前述したように、LVPECL出力を使用せずに電源を切断した状 態で省電力量を最大にするには、終端回路やそのほかのバイ アス回路を出力ドライバ・ピンに接続しないことを推奨します。 表 7.ブロック・パワーダウンの概要 ビット名 説明 PDALL デバイス全体をパワーダウン PD_OUT2 OUT2の出力ドライバをパワーダウン PD_DIV2 OUT2の出力ドライバおよび出力分周器をパワーダウン PD_OUT1 OUT1の出力ドライバをパワーダウン PD_DIV1 OUT1の出力ドライバおよび出力分周器をパワーダウン PD_OUT0 OUT0の出力ドライバをパワーダウン PD_DIV0 OUT0の出力ドライバおよび出力分周器をパワーダウン 表 6.LTC6954 のシリアル・ポート・レジスタのマッピング アドレス (16 進値) [7] MSB [6] [5] [4] [3] [2] [1] [0] LSB デフォルト R/W (16 進値) h00 * PDALL PD_OUT2 PD_DIV2 PD_OUT1 PD_DIV1 PD_OUT0 PD_DIV0 R/W h00 h01 SYNC_EN0 CMSINV0 DEL0[5] DEL0[4] DEL0[3] DEL0[2] DEL0[1] DEL0[0] R/W hC0 h02 * LVCS0 M0[5] M0[4] M0[3] M0[2] M0[1] M0[0] R/W h02 h03 SYNC_EN1 CMSINV1 DEL1[5] DEL1[4] DEL1[3] DEL1[2] DEL1[1] DEL1[0] R/W hC0 h04 * LVCS1 M1[5] M1[4] M1[3] M1[2] M1[1] M1[0] R/W h04 h05 SYNC_EN2 CMSINV2 DEL2[5] DEL2[4] DEL2[3] DEL2[2] DEL2[1] DEL2[0] R/W hC0 h06 * LVCS2 M2[5] M2[4] M2[3] M2[2] M2[1] M2[0] R/W h08 h07 REV2 REV1 REV0 PART4 PART3 PART2 PART1 PART0 R h2X * 不使用 6954f 36 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 動作 表 8.シリアル・ポート・レジスタのビットの説明 名称 レジスタの アドレス (16 進値) ビット デフォルト値 (b:2 進値 h:16 進値) h01[6] R/W b1 h03[6] R/W b1 h05[6] R/W b1 OUT0の遅延値(0 ≤ DEL0[5:0] ≤ 63 入力クロック・サイクル)を設定します。 h01[5:0] R/W h00 h03[5:0] R/W h00 OUT2の遅延値(0 ≤ DEL2[5:0] ≤ 63 入力クロック・サイクル)を設定します。 h05[5:0] R/W h00 h02[6] R/W b0 h04[6] R/W b0 h06[6] R/W b0 説明 CMSINV0 OUT0でのCMOS出力の位相関係。CMSINV0 = 0の場合、OUT0 および OUT0 は同相になり、 CMSINV0 = 1の場合、OUT0+ および OUT0– は互いに反転します。 LVPECLまたはLVDSに構成した場合は無視されます。 CMSINV1 OUT1でのCMOS出力の位相関係。CMSINV1 = 0の場合、OUT1+ および OUT1– は同相になり、 CMSINV1 = 1の場合、OUT1+ および OUT1– は互いに反転します。LVPECLまたはLVDSに 構成した場合は無視されます。 CMSINV2 DEL0[5:0] DEL1[5:0] DEL2[5:0] LVCS0 LVCS1 + – OUT2でのCMOS出力の位相関係。CMSINV2 = 0の場合、OUT2+ および OUT2– は同相になり、 CMSINV2 = 1の場合、OUT2+ および OUT2– は互いに反転します。LVPECLまたはLVDSに 構成した場合は無視されます。 OUT1の遅延値(0 ≤ DEL1[5:0] ≤ 63 入力クロック・サイクル)を設定します。 OUT0のLVDS出力電流(0 = 3.5mA、1 = 7mA)を設定します。 出力が LVPECLまたはCMOSの場合は無視されます。 OUT1のLVDS出力電流(0 = 3.5mA、1 = 7mA)を設定します。 出力が LVPECLまたはCMOSの場合は無視されます。 LVCS2 OUT2のLVDS出力電流(0 = 3.5mA、1 = 7mA)を設定します。 出力が LVPECLまたはCMOSの場合は無視されます。 M0[5:0] M0[5:0]は、OUT0出力分周器の分周係数を1から63までの任意の整数に設定します。 M0[5:0]を16 進値の0または1にプログラムすると、分周係数は1になります。 h02[5:0] R/W h02 M1[5:0] M1[5:0]は、OUT1出力分周器の分周係数を1から63までの任意の整数に設定します。 M1[5:0]を16 進値の0または1にプログラムすると、分周係数は1になります。 h04[5:0] R/W h04 M2[5:0] M2[5:0]は、OUT2出力分周器の分周係数を1から63までの任意の整数に設定します。 M2[5:0]を16 進値の0または1にプログラムすると、分周係数は1になります。 h06[5:0] R/W h08 h07[4:0] R PART[4:0] PDALL PD_DIV0 PD_DIV1 PD_DIV2 PD_OUT0 PD_OUT1 PD_OUT2 REV[2:0] デバイス・コード (h00 = LTC6954-1、h01 = LTC6954-2、h02 = LTC6954-3、h03 = LTC6954-4)。 PDALL = 1の場合は、全チップの電源が切断されます。 h00[6] R/W b0 h00[0] R/W b0 PD_DIV1 = 1の場合、OUT1の分周器および出力バッファの電源が切断されます。 h00[2] R/W b0 h00[4] R/W b0 PD_OUT0 = 1の場合、OUT0の出力バッファの電源が切断されます。 h00[1] R/W b0 h00[3] R/W b0 PD_DIV0 = 1の場合、OUT0の分周器および出力バッファの電源が切断されます。 PD_DIV2 = 1の場合、OUT2の分周器および出力バッファの電源が切断されます。 PD_OUT1 = 1の場合、OUT1の出力バッファの電源が切断されます。 PD_OUT2 = 1の場合、OUT2の出力バッファの電源が切断されます。 デバイスのリビジョン・コード。 h00[5] R/W b0 h07[7:5] R b001 SYNC_EN0 SYNC_EN0 = 1の場合、同期処理の間、OUT0出力がクロック入力に同期します。 SYNC_EN0 = 0の場合、OUT0出力はSYNCピンへの入力を無視します。 h01[7] R/W b1 SYNC_EN1 SYNC_EN1 = 1の場合、同期処理の間、OUT1出力がクロック入力に同期します。 SYNC_EN1 = 0の場合、OUT1出力はSYNCピンへの入力を無視します。 h03[7] R/W b1 SYNC_EN2 SYNC_EN2 = 1の場合、同期処理の間、OUT2出力がクロック入力に同期します。 SYNC_EN2 = 0の場合、OUT2出力はSYNCピンへの入力を無視します。 h05[7] R/W b1 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 37 LTC6954 アプリケーション情報 入出力インタフェース LTC6954は、高性能のクロック分配のデバイスです。最高の性 能を実現するには、高周波数、低ノイズの入力および出力のイ ンタフェースとなる適切な回路を選択することが重要です。 入力バッファ LTC6954は、差動またはシングルエンドの周波数信号源に 対する柔軟なインタフェースを実現します。最大入力信号周 波数は、1.4GHzです (LTC6954-1では、DELx = 0の場合に 1.8GHz) 。任意の信号源をLTC6954に直接(DC)結合するこ とができますが、その信号振幅が 1.5VP-P 未満になり、同相 電圧が入力バッファの自己バイアス電圧にほぼ等しくなる必 要があります (図 18を参照)。入力信号が大きすぎる場合、入 力保護ダイオードがオンしないように、入力信号を減衰する必 要があります。同相電圧が高すぎるか低すぎる場合は、信号 をレベルシフトするか AC 結合する必要があります。 最高のノイズ性能を実現するには、入力周波数信号源の位相 ノイズを小さくし、スルーレートを100V/μs 以上にすることが 重要です。さらに、入力信号の伝送線路は入力ピンにできる だけ近づけて終端し、反射を最小限に抑えることが必要です。 LTC6954の規定入力インピーダンスについては、 「電気的特 性」 の表を参照してください。 LTC6954の入 力にDC 結 合できる同 相 信 号には、2.5Vの CMLおよび 3.3VのLVPECL が 含まれます。LTC6954の 入 力にAC 結合する必要がある同相信号には、3.3VのCML、 LVDS、CMOS、および RF 形 式の50Ω出力正 弦 波 発 振 器 (<7.5dBmの信 号 )が含まれます。システム設 計の検 討 事 項として必 要 な 場 合 は、2.5VのCML 信 号 および 3.3Vの LVPECL 信号をオプションとしてAC 結合することができます。 数多くの同相 IN 入力信号インタフェースを図 19に示します。 全ての信号トレースは50Ωの伝送線路であるとみなされるこ とに注意してください。 BIAS VIN+ VIN+ 2.05V 1.2k 27 28 1.2k IN+ IN– 6954 F18 図 18.IN 入力の簡略回路図 6954f 38 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 SINE WAVE OSCILLATOR 50Ω OUTPUT IN+ ZO ZO PI ATTENUATOR 49.9Ω IN+ 49.9Ω LTC6954 LTC6954 49.9Ω 49.9Ω IN – 49.9Ω IN – 49.9Ω AC-COUPLED RF SINE WAVE OSCILLATOR, OUTPUT >7.5dBm AC-COUPLED RF SINE WAVE OSCILLATOR, OUTPUT ≤7.5dBm IN+ ZO IN+ ZO 2.5V CML 100Ω 3.3V LVPECL LTC6954 ZO 150Ω IN – ZO IN – 150Ω DC-COUPLED 2.5V CML AC-COUPLED 3.3V LVPECL IN+ ZO 49.9Ω 3.3V LVPECL IN+ ZO 5V PECL LTC6954 100Ω 49.9Ω IN – 330Ω LTC6954 IN – ZO ZO 150Ω LTC6954 100Ω 330Ω 150Ω DC-COUPLED 3.3V LVPECL AC-COUPLED 5V PECL PREFERRED IMPLEMENTATION ZO IN+ ZO IN – 3.3V LVPECL LTC6954 49.9Ω IN+ ZO 3.3V CML 2.5V CML 100Ω ZO LTC6954 IN – 49.9Ω AC-COUPLED 2.5V/3.3V CML 46.4Ω ALTERNATIVE DC-COUPLED 3.3V LVPECL IN+ ZO LVDS 100Ω ZO LTC6954 IN – 6954 F19 AC-COUPLED LVDS 図 19.一般的な IN 入力インタフェースの構成。 ZO 信号トレースは全て50Ωの伝送線路です。コンデンサは全て0.1µFです。全ての抵抗およびコンデンサは、 ドライバまたはレシーバの間の伝送線路により、ドライバまたはレシーバのできるだけ近くに配置しています。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 39 LTC6954 アプリケーション情報 LVPECL 出力 (LTC6954-1/LTC6954-2/LTC6954-3) LTC6954は、最大 1.4GHz(LTC6954-1では、DELx = 0の場 合に1.8GHz) の周波数を供給するように設計された3つの低 ノイズ、低スキューのLVPECL 互換出力ドライバを備えていま す。使用できる出力構成については、表 9を参照してください。 この出力ドライバは、バイアス印加と終端に関して相当な柔軟 性を備えています。LVPECL出力の簡略回路図に関しては、 図 20を参照してください。 OUTxSELを適切に H に設定することによって、出力ドライ バを内部でバイアスすることができます。内部バイアスの使用 は、150Ω 抵抗を接地して各出力にバイアスを供給する必要 がなくなるため、AC 結合アプリケーションに最適です。内部 バイアスは、レシーバ・デバイスが 3.3VのLVPECL 入力を直 接処理できる場合にも役立ちます。その場合、伝送線路を適 切に終端するために必要なのは、100Ωの差動抵抗をレシー バの入力の近くに配置することだけです。 VOUTx+ OUTxSELをGNDに接続して内部バイアスをディスエーブル すると、標準のLVPECL バイアス回路網および終端回路網を 使用してLVPECL出力ドライバを構成できます。 LTC6954では、LVPECL出力ドライバなどの多くのブロックの 電源を切断できます。LVPECL出力ドライバの電源を切断す ると、出力ピンはフロート状態になり、VOUTx+ より約 0.8V 低 い電圧になります。LVPECL出力ピンに接続された外部バイ アス回路および終端回路によっては、出力ドライバがこのモー ドで実際にソース電流を供給する場合があります。省電力量 を最大にするには、電源の切断対象である未使用のLVPECL 出力に、終端回路やそのほかのバイアス回路を接続しないこ とを推奨します。さらに、出力がオン/オフされると予想される 場合は、100Ωの差動終端抵抗を1 本接続した構成で内部 IBIASを使用すると、電源切断状態での消費電力を最小に抑 えられます。 VOUTx+ OUT+ OUT – OUTxSEL OUTxSEL 6954 F20 図 20.LVPECL 出力の簡略回路図 LVPECL出力はエミッタ・フォロワなので、低出力インピーダン スです。LVPECL出力信号の立ち上がり時間および立ち下が り時間も非常に短時間です。適切な信号品位(立ち上がり時 間および立ち下がり時間の特性が急峻でリンギングが最小) を維持するには、遠端部の終端が適切で十分に制御された 伝送線路により信号経路を配線します。LVPECL 信号の振幅 を最大にする必要がない場合は、直列抵抗を使用して伝送 線路の近端部を追加で終端することを検討してください。近 端部と遠端部の両方を終端した場合、量産時に伝送線路の 製造上のバラツキが許容されやすくなります。 「LTC6954の使 用によるA/Dコンバータのサンプル・クロック入力の駆動」 の セクションで説明するように、この構成はA/Dコンバータを駆 動する場合にも推奨します。 表 9. LVPECL 出力を強調したLTC6954 の出力の構成 LTC6954の バージョン 出力0 出力1 出力2 OUT0SEL = GND OUT0SEL = VA+ OUT1SEL = GND OUT1SEL = VA+ OUT2SEL = GND OUT2SEL = VA+ LTC6954-1 LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LTC6954-2 LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS LTC6954-3 LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS CMOS LVDS LTC6954-4 CMOS LVDS CMOS LVDS CMOS LVDS 6954f 40 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 LVPECL出力と多 数の標 準 的な入力レシーバとのインタ フェース方法を図 21に示します。LVDS 入力の駆動はいくぶ ん特殊なケースです。ほとんどのLVDS 入力は、広範囲の入 力信号振幅および同相電圧レベルを許容できるように設計さ れています。多くのLVDS 入力では、単純な接続で十分です。 低電圧の電源で動作するLVDS 入力では、1.2Vの同相電圧 レベルが必要です。この要件は、数本の抵抗を使用して信号 LVPECL+ のレベルを1.85V から1.2Vに移すことにより、容易に満たされ ます。この構成では、信号のピーク・トゥ・ピーク振幅も減少し ますが、LVPECL 信号の方が LVDS 信号より振幅がはるかに 大きい (1600mVP-PDIFF に対して750mVP-PDIFF)ので、LVDS レシーバでの信号は、同相電圧レベルと電圧振幅の両方で 正しいレベルになります。また、副次的な利点として、この構成 によって伝送線路の近端部と遠端部の両方が終端されます。 LVPECL+ ZO 54.9Ω ZO 49.9Ω 100Ω LTC6954 LVPECL– 3.3V CML 2.5V CML 3.3V LVPECL LTC6954 LVPECL– ZO 95.3Ω DC-COUPLED INTO A 2.5V/3.3V CML, 3.3V LVPECL (LVPECL INTERNAL IBIAS ENABLED) ZO 95.3Ω DC-COUPLED INTO AN LVDS OR AN ADC WITH A 1.2V COMMON MODE LEVEL (LVPECL INTERNAL IBIAS DISABLED) PREFERRED IMPLEMENTATION LVPECL+ 49.9Ω 54.9Ω LVPECL+ ZO 27.4Ω ZO 49.9Ω 3.3V CML 2.5V CML 3.3V LVLVPECL LTC6954 49.9Ω LVPECL– 150Ω 27.4Ω ZO LVDS OR ADCs THAT CAN ACCEPT A 1.8V COMMON MODE LEVEL 150Ω BACK TERMINATED DC-COUPLED INTO AN ADC THAT CAN ACCEPT A 1.85V COMMON MODE LEVEL (LVPECL INTERNAL IBIAS ENABLED) ZO 3.3V CML 2.5V CML 3.3V LVPECL LTC6954 LVPECL– 100Ω LTC6954 LVPECL– ZO DC-COUPLED INTO A 2.5V/3.3V CML, 3.3V LVPECL (LVPECL INTERNAL IBIAS DISABLED) LVPECL+ LVDS OR ADCs WITH 1.2V COMMON MODE LEVEL ZO 49.9Ω LVPECL+ LTC6954 LVPECL– 27.4Ω 27.4Ω ZO 100Ω ZO AC-COUPLED INTO LVDS OR ADCs WITH A SELF-BIASED INPUT 49.9Ω 46.4Ω AC-COUPLED INTO AN LVDS OR AN ADC WITH A SELF-BIASED INPUT (LVPECL INTERNAL IBIAS ENABLED) ALTERNATIVE DC-COUPLED INTO A 2.5V/3.3V CML, 3.3V LVPECL (LVPECL INTERNAL IBIAS DISABLED) 6954 F21 図 21.一般的な LVPECL 出力インタフェースの構成。 ZO 信号トレースは全て50Ωの伝送線路です。コンデンサは全て0.1µFです。全ての抵抗およびコンデンサは、ドライバまたはレシーバの間の 伝送線路により、ドライバまたはレシーバのできるだけ近くに配置しています。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 41 LTC6954 アプリケーション情報 LVDS/CMOS 出力 (LTC6954-2/LTC6954-3/LTC6954-4) LVDS 出力モード (OUTxSEL = VA+) LTC6954-2/LTC6954-3/LTC6954-4は、1つ 以 上 のLVDS出 力またはCMOS出力を供給する能力を備えています。この出 力の簡略回路図については、図 22および 23を参照してくだ さい。対応する出力のOUTxSELピンをVA+ に接続すると、 最大 1.4GHzの周波数でLVDS 互換動作がイネーブルされ、 OUTxSELピンをGNDに接続すると、250MHzの最大動作周 波数で2つのCMOS 互換出力ドライバが構成されます。表 10 に、LVDS/CMOS出力を備えるデバイスのバージョン、および 使用可能なOUTxSEL 構成を示します。 出力をLVDS 動作に構成した場合、出力電流には、LVCSビッ トで制御される2つの設定があります (表 11を参照)。LVCSx = 0に設定すると、100Ωの差動終端抵抗に電流が供給され、 最大動作周波数が 800MHzになります。終端抵抗をレシーバ の入力の近くに配置して、信号の反射を低減する必要があり ます。 VOUTx+ VOUTx+ OUTx+ OUTx+ OUTx– V+ OUTx– V+ 6954 F23 6954 F22 図 22.LVDS/CMOS 出力の簡略回路図 (LVDS モード、CMOS 回路はシャットダウン) 図 23.LVDS/CMOS 出力の簡略回路図 (CMOS モード、LVDS 回路はシャットダウン) 表 10.LVDS/CMOS 出力を強調したLTC6954 の出力の構成 LTC6954の バージョン 出力0 出力1 出力2 OUT1SEL = GND OUT1SEL = VA OUT2SEL = GND OUT2SEL = VA+ LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS LTC6954-3 LVPECL (IBIAS is Off) LVPECL (IBIAS is On) CMOS LVDS CMOS LVDS LTC6954-4 CMOS LVDS CMOS LVDS CMOS LVDS OUT0SEL = GND OUT0SEL = VA LTC6954-1 LVPECL (IBIAS is Off) LTC6954-2 表 11.LVDS 電流の設定 クロック出力 ビット・ディスクリプタ OUT0 LVCS0 + + ビット レジスタのアドレス(16 進値) 値 ILVDS 差動終端 [6] h02 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) 0 3.5mA 100Ω 1 7mA 50Ω (100Ω||100Ω) OUT1 LVCS1 [6] h04 OUT2 LVCS2 [6] h06 6954f 42 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 LVCSx = 1に設定すると、2 倍の電流が供給され、1.4GHzの 最大動作周波数が可能になります。高い電流設定 (ILVDS = 7mA)は、LVDS出力ドライバが二重に終端(近端部と遠端 部で終端) されているアプリケーションに最適です。例えば、 LVDS出力が、100Ωの差動抵抗を使用して近端部で終端さ れ、100Ωの差動抵抗を使用して遠端部で終端されている場 合、LVCSx = 1に設定して7mAで動作させると、LVDSの最 大振幅が得られます。この構成は、両端で適切に終端される ため、伝送線路設計および PCB 製造時のばらつきに対する 許容度が増します。各種のロジック・タイプの入力に対する多 くの一般的なLVDS出力インタフェースを図 24に示します。 各 LVDS出力は、PD_OUTxビットを使用して個別にパワーダ ウンすることができます。パワーダウン・ビットの名称と位置に ついては、表 6「シリアル ポート・レジスタのマッピング」 を参照 してください。LVDS出力は、パワーダウンした場合、Hi-Z 状 態になります。 LVDS/CMOS出 力をLVDS出 力モ ードに 構 成した 場 合、 CMSINVxビットは無視されます。これらのビットは、CMOS 動 作に構成された出力にのみ適用されます。 V+ CMOS+ 10Ω ZO 10Ω CMOS+ CMOS LTC6954 100Ω ZO CMOS 100Ω LTC6954 CMOS– CMOS– CMOS OUTPUT MODE, DC-COUPLED AND DOUBLY TERMINATED INTO CMOS (SIGNAL SWING AT THE LOAD WILL BE REDUCED) CMOS OUTPUT MODE, DC-COUPLED INTO CMOS WITH A SERIES SOURCE TERMINATION (TRANSMISSION LINE SHOULD BE NO LONGER THAN 10cm) V+ 10Ω CMOS+ 100Ω ZO CMOS 100Ω LTC6954 CMOS– CMOS OUTPUT MODE, AC-COUPLED AND DOUBLY TERMINATED INTO CMOS (SIGNAL SWING AT THE LOAD WILL BE REDUCED) LVDS+ LTC6954 LVDS LVDS+ ZO LVDS 100Ω – ZO LTC6954 ZO LVDS 100Ω – LVDS OR ADC 100Ω ZO LVDS OUTPUT MODE, DC-COUPLED AND DOUBLY TERMINATED INTO LVDS (ILVDS = 7mA) LVDS OUTPUT MODE, DC-COUPLED AND FAR-END TERMINATED INTO LVDS (ILVDS = 3.5mA) 3.3V 680Ω LVDS+ ZO LTC6954 LVDS– 680Ω 3.3V LVPECL CML 100Ω ZO 1.00k 1.00k THIS CIRCUIT WORKS WITH MANY LVPECL RECEIVER PARTS THAT CAN ACCEPT THE SMALLER LVDS SIGNAL SWING (700mVP-P DIFF FOR LVDS COMPARED TO 1600mVP-P DIFF FOR LVPECL) LVDS OUTPUT MODE, AC-COUPLED INTO LVPECL OR CML (ILVDS = 3.5mA) 6954 F24 図 24.一般的な LVDS/CMOS 出力インタフェースの構成。 ZO 信号トレースは全て50Ωの伝送線路です。コンデンサは全て0.1µFです。全ての抵抗およびコンデンサは、ドライバまたはレシーバの間の 伝送線路により、ドライバまたはレシーバのできるだけ近くに配置しています。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 43 LTC6954 アプリケーション情報 CMOS 出力モード (OUTxSEL = GND) CMOS 動作用の電源 出力ドライバをCMOS 動作に構成した場合、 ビットCMSINVx – + を1に 設 定 すると、OUT が OUT に 対 して 反 転 します。 CMSINVxを0に設定すると、OUT+ および OUT– の両方が同 相になります。 各クロック出力分配経路のCMOS位相制御ビッ トを収容しているレジスタのまとめについては、表 12を参照し てください。 付加的な広帯域ノイズまたは離散的スペクトル・トーンのた め、出力電源(VOUTx+) にノイズが多い場合、位相ノイズ性能 が低下する可能性があることに注意してください。VOUTx+ 電 源のノイズは、クロック信号の振幅を変調します。AM からPM への変換時に、AMノイズがスペクトル純度を損なうことがあ ります。ただし、LVDSモードでLTC6954を使用すると、LVDS 出力の差動特性により、CMOSモードと較べて大幅に電源の ノイズ結合を低減します。 ビット・ ディスクリプタ ビット レジスタのアドレス (16 進値) OUT0 CMSINV0 [6] h01 OUT1 CMSINV1 [6] h03 OUT2 CMSINV2 [6] h05 クロック出力 各 CMOS出力は、PD_OUTxビットを使用して個別にパワー ダウンすることができます。パワーダウン・ビットの名称と位置 については、表 6「シリアル ポート・レジスタのマッピング」 を参 照してください。CMOS出力がパワーダウンし、CMSINVx = 0 の場合、両方の出力が L になります。CMSINVx = 1の場合、 OUTx+ が L になり、OUTx- が H になります。 LVDS/CMOS出力をCMOS出力モードに構 成した場 合、 LVCSxビットは無視されます。これらのビットは、LVDS 動作 に構成された出力にのみ適用されます。 CMOS出力の定格は250MHzですが、50MHzを超える周波 数で動作させる場合はLVDS出力モードの使用を推奨します。 CMOS 信号方式(シングルエンド、大電流スパイク、広い信号 振幅、低い容量性負荷駆動能力) は、周波数が低く相互接続 長が短い場合に最も役立ちます。周波数が高く相互接続長 が長い場合には、LVDS出力モードの方がはるかに適してい ます。LVDSは伝送線路を駆動する目的で設計されており、固 有の差動的性質により優れたノイズ余裕度が得られます。 CMOS 信号が必要な場合、いくつかの一般的なインタフェー スを図 24に示します。直列の終端抵抗を使用するのが最も一 般的な構成であり、伝送線路とレシーバの入力容量によって 立ち上がり時間と立ち下がり時間が短くなるので、相互接続 長が短い場合に適しています。二重終端回路は遠端部での 信号振幅が減少するという問題があり、一部のCMOS 入力 回路では許容されない可能性があります。 温度モニタ LTC6954はチップの温度を測定するためにピン31(TEMP) に ダイオードを内蔵しています。 ピン31は内部ダイオードのアノー ドに接続されています。このダイオードのカソードは内部グラ ンドに接続されています。一定のDC 電流をピン31に注入し、 そのDC 電圧を測定することにより、チップの温度を測定でき ます。ダイオードの電圧の温度係数は、TEMPピンに10μAの 電流が注入される場合、約 –1.73mV/ Cになります。ピン31に 10μAと100μAの電流が注入されたときの標準的な温度−電 圧特性を図 25に示します。 LTC6954で使用される全電流のうち、かなりの割合の電流 が露出パッドを介してグランドに接続されます。温度測定は、 パッケージの露出パッドが熱的および電気的に正しく接続さ れていることを示す適切な指標になります。 900 850 TEMP DIODE VOLTAGE (mV) 表 12.CMOS 位相選択レジスタ 800 750 700 650 600 100µA 10µA 550 500 450 400 –40 –20 20 40 60 80 100 120 0 JUNCTION TEMPERATURE (°C) 6954 F25 図 25.TEMP のダイオードの電圧と接合部温度(TJ) 6954f 44 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 正確に測定するために、LTC2997などのダイオード・ベースの 温度モニタ・デバイスを使用することを推奨します。使用方法 については、LTC2997のデータシートを参照してください。 温度モニタ機能を使用しない場合は、TEMPをGNDに接続 します。 PCBレイアウトのガイドライン LTC6954には、デバイスの下の第 1 層に切れ目のないきれい なグランド・プレーンを備えたプリント回路基板(PCB) が必要 です。内部グランド・プレーンを備えた多層基板を推奨します。 電源とグランドのインダクタンスを最小限に抑えて、信号が互 いに干渉しないようにPCBレイアウトを作成する場合には、注 意する必要があります。 プリント回路基板のレイアウトでは、デジタル信号(シリアル・ ポート、SYNCピン、OUTxSELピン) とアナログ信号(その他 の全ての信号ピン) をできるだけ離すようにします。さらに、こ れらの信号を互いに絶縁するための障壁として、トップ層のグ ランド領域とグランド・ビアを使用します。 LTC6954の入力および全ての信号出力は、伝送線路を使用し て配線する必要があります。入力トレースはできるだけ短くして 容量を最小限に抑えて干渉の捕捉をできるだけ少なくします。 バイパス・コンデンサはできるだけピンに近づけて配置し、低 インピーダンスの経路を通じてグランドに接続する必要があ ります。ピンとバイパス・コンデンサを接続するトレースは短く する必要があり、幅はできるだけ広くします。各コンデンサの グランド接続部には専用のグランド・ビアを設ける必要があ り、 トップ層のグランド・プレーンにも接続します。 露出パッドの接続: 信号の接地および熱伝達 パッケージ下部の露出パッドはLTC6954の主要なグランド接 続部であり、その接続はこのデバイスのほかのピンの場合と 同様に重要です。最高の性能と良質な信号品位を保証する ため、グランド・プレーンまでのインダクタンスは最小限に抑え る必要があります。露出パッドは適合するPCBのランドに直 接半田付けする必要があります。PCBのランド・パターンは、 図 26に示すように、多数のビアで内部のグランド・プレーンに 接続します。ランド・パターンおよびランド・ビアの半田マスク に関する具体的な推奨事項については、リニアテクノロジー のWebサイトのパッケージ情報ページの 「QFNパッケージユー ザーガイド」 を参照してください。 VIA ARRAY CONNECTS EXPOSED PAD LTC6954のデ モンストレ ー ション 回 路(DC1954)は、適 切なPCBレイアウトの 優 れた例を実 現しています。この デモ回 路のファイルは、リニアテクノロジーのWebサイト (www.linear-tech.co.jp) のLTC6954ランディング・ページにあ ります。 18 電源のバイパス X5R、X7R、またはX6S 誘電体などの高品質のセラミック・ バイパス・コンデンサを全てのV+ 電源ピン (VA+、VD+、VIN+、 + + + VOUT0 、VOUT1 、および VOUT2 ) で使用する必要があります。 可能であれば、各ピンに専用のバイパス・コンデンサを取り付 けます。これは、0201サイズのコンデンサをLTC6954とともに 上面層に配置することにより容易に実現できます。PCBの上 面で0201サイズの0.01μFコンデンサを各ピンごとに1 個使用 し、PCBの裏面で、選択したピンの対に0402サイズの0.1μF コンデンサを追加で接続する方法が優れています。こうする と、良質な高周波バイパス処理が可能になり、チャネル間クロ ストークを最小に抑えることができます。デモ回路 DC1954は、 良好な電源接続、適切なバイパス処理、およびコンデンサの グランド接続の優れた例を実現しています。 17 16 15 14 13 19 12 20 11 21 10 22 9 23 8 24 7 25 6 26 5 27 4 28 3 29 2 30 1 31 32 33 34 35 36 6954 F26 図26. グランド・ビアの配列を示す露出パッドのランド・パターン。 ピン14、26、29、32、および 35 は信号グランドであり、 露出パッドのランドに直接接続されることにも注意 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 45 LTC6954 アプリケーション情報 さらに、LTC6954 が発生する熱の大部分は、ダイからパッケー ジ底面の露出パッドを通ってプリント回路基板に移動します。 都合のいいことに、信号グランド接続に関する前述のガイドラ インにより、熱性能が最高のアセンブリおよびレイアウトが得 られます。露出パッドを適合するPCBのランドに半田付けする と、最も直接的な熱的接続が得られます。このPCBランドを 多数のビアを介して全てのグランド層に接続することは、熱質 量を加えて、熱をできるだけ放散する最善の方法にもなって います。 熱伝達を最適にするには、相当な面積の半田マスクを除去し て銅メッキ部分を外気に直接触れるようにしているPCBの裏 面まで多数のビアを延ばします。露出面積は、PCBの上面にあ るランド・パターン以上にします。デモ回路 DC1954は、やはり、 LTC6954のグランド接続処理の適切な例を信号と熱の観点か ら実現しています。空気が移動しない標準的な実験室環境で は、デモ回路 DC1954のPCBレイアウトによって、1ワットの電 力損失ごとに約 20 Cの接続部温度の上昇が発生します。 前述のガイドラインに従うことにより、良好な信号グランド接 続と良好な熱接続を実現できます。ただし、グランド・プレーン にかなりの隙間がある場合やグランド・プレーンがデバイスの 近くで狭くなっている場合は、この優れた手法の多くを実行で きません。これが意図せずに起こりやすいのは、隣接した信号 ビアまたは電源ビアの長い列がある場合です。これらのビア 周辺の間隔は互いに非常に接近するか重なり合うことがある ので、グランド・プレーンの中に隙間ができる場合があります。 極端な場合は、小さなグランド・アイランドが形成されることが あります。 グランド・プレーンの隙間が生じるLTC6954の1つの領域は、 デバイスの出力OUT0 ∼ OUT2(ピン1 ∼ 12) がある方の側で す。最も困難な場合は、ストリップ線路の伝送線路(PCB 内 部のグランド・プレーン間に埋め込まれた伝送線路) を使用し て、3つの出力全てを配線する場合です。この問題を図 27に 示します。ストリップ線路の伝送線路を使用するには、下層ま でのビアを各出力ピンになるべく近づけて配置することが必 要です。さらに、全てのVOUTx+ 電源ピンには電源プレーンま でのビアが 1つ必要で、これも理想的には各ピンに近づけて 配置します。図 27に示すように、これらの全てのビアが各ピン にできるだけ近づけて配置され (多くの理由で好都合)、1 列 に配置されている場合、この領域内のグランド・プレーンには かなりの隙間があります。この隙間は、電気的にも熱的にも望 ましくないものです。空きスペースがあると、出力の帰還信号 経路でのグランドのインダクタンスが増加し、その方向での熱 の移動が減少します。 また、図 27は、一部のビア (この場合にはOUTx出力ビア) を デバイスから離すことによって、電流および熱の移動の経路が 開かれることも示しています。これは伝送線路の設計の観点 からは理想的ではありませんが、グランド経路のインダクタン スと熱の移動を確実に改善します。あるいは、VOUTx+ 電源ビ アをデバイスからさらに引き離すことができる場合や、PCBの 第 1 層上のマイクロストリップ線路をストリップ線路の代わり に利用できる場合があるので、出力ビアの必要性を完全にな くすことができます。 VIAS CONNECT EXPOSED PAD 18 17 16 15 14 VIAS CONNECT EXPOSED PAD 13 18 17 16 15 14 13 19 12 19 12 20 11 20 11 21 10 21 10 22 9 22 9 23 8 23 8 24 7 24 7 25 6 25 6 26 5 26 5 27 4 27 4 28 3 28 3 29 2 29 2 30 1 30 31 THERMAL FLOW PATH IS BLOCKED 32 33 34 35 36 SIGNAL RETURN PATHS ARE BLOCKED GROUND PLANE IMPROVED SIGNAL RETURN PATHS 1 31 32 BETTER THERMAL FLOW PATHS 33 34 35 36 GROUND PLANE 6954 F27 図 27.グランド・プレーンを間違って1 列のビアで分割してしまい、グランドのインピーダンスが高くなり、熱伝達が 不十分になることがあります。一部のビアを移動するか、ビアを交互にずらして配置すると問題が解決します。 6954f 46 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 A/Dコンバータのクロック制御とジッタの要件 きれいな信号にノイズを直接加えると、その信号対ノイズ比 (SNR) は明らかに低下します。データ収集アプリケーション では、ノイズの多いクロック信号できれいな信号をデジタル化 することで、やはりSNR が低下します。この問題は、位相ノイ ズの代わりにジッタを使用して時間領域で説明するのが最善 です。この説明では、ジッタがホワイト・ノイズ (周波数に対して 強度が平坦) であり、ガウス分布に従うと仮定します。 A/Dコンバータ、入力信号アンプ、およびサンプリング・クロッ クから成る標準的なデータ収集回路に入力される正弦波信 号を図 28に示します。また、正弦波をそのゼロ交差点でサン プリングするための3つの信号サンプリング・シナリオも示して います。 最初のシナリオでは、完全な正弦波入力をノイズのないアン プでバッファしてA/Dコンバータを駆動します。サンプリング は完全なゼロ・ジッタ・クロックによって行なわれます。付加ノ イズまたはサンプリング・クロックのジッタがない場合、A/Dコ ンバータのデジタル化出力値は非常に明確に決まり、サイク ル単位で完全に再現可能です。 SINE WAVE INPUT SIGNAL AMP 2 番目のシナリオでは、完全な正弦波入力をノイズの多いアン プでバッファしてA/Dコンバータを駆動します。サンプリング は完全なゼロ・ジッタ・クロックによって行なわれます。付加ノ イズはデジタル化値の不確実性の原因となるので、SNRを低 下させる誤差項が生じます。このシナリオでは、信号にノイズ を加えることでSNRの低下が予想されます。 3 番目のシナリオでは、完全な正弦波入力をノイズのないアン プでバッファしてA/Dコンバータを駆動します。サンプリング は付加ジッタのあるクロック信号によって行なわれます。信号 はスルーイングしているので、前のシナリオの場合と同様、ク ロック信号のジッタはデジタル化値および誤差項での不確実 性につながることに注意してください。この場合も、この誤差 項はSNRを低下させます。 実際のシステムには、いくらかの付加的なアンプ・ノイズといく らかのサンプル・クロック・ジッタの両方があります。いったん 信号がデジタル化されると、SNR 低下の根本原因(アンプ・ノ イズかサンプリング・クロック・ジッタか) を突き止めるのは、多 くの場合不可能です。 ADC BITS SAMPLING CLOCK SINE WAVE INPUT SIGNAL WITH NOISELESS AMP VSAMPLE SINE WAVE INPUT SIGNAL WITH NOISY AMP ∆V = VERROR SINE WAVE INPUT SIGNAL WITH NOISELESS AMP ∆V = VERROR tJ PERFECT SAMPLING CLOCK PERFECT SAMPLING CLOCK 6954 F28 SAMPLING CLOCK WITH ADDED JITTER 図 28.ノイズの多いアンプとジッタのあるサンプリング・クロックのサンプリング誤差の 影響を示す標準的なデータ収集回路 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 47 LTC6954 アプリケーション情報 FAST SINE WAVE SLOW SINE WAVE ∆V = VERROR(FAST) ∆V = VERROR(SLOW) tJ 6954 F29 図 29.ジッタのあるクロックを使って サンプリングした高速および低速の正弦波信号 入力信号の周波数がサンプル・クロックのジッタ要件を決定 することに注意することが重要です。実際のサンプル・クロック 周波数は問題になりません。高周波数信号をアンダーサンプ ルする多くのA/Dコンバータ・アプリケーションには、特に困 難なサンプル・クロック・ジッタ要件があります。 サンプリング・クロック・ジッタによるSNRの低下では、直感的 感覚を得るのに前述の説明が役立ちました。量的には、与え られたアプリケーションの実際のサンプル・クロック・ジッタ要 件は以下のように計算されます。 –SNRdB 20 t J(TOTAL) = 2 • π • fSIG タ (秒) です。全ジッタは、A/Dコンバータのアパーチャ・ジッタ と、次式で計算されるサンプル・クロック・ジッタのRMS 値の 合計です。 t J(TOTAL) = t2J(CLK) + t2J(ADC) あるいは、与えられた全ジッタについて、達成可能なSNR 制 限は次のように計算されます。 SNRdB = –20 • Iog10(2 • π • fSIG • t( ) J TOTAL) これらの計算では、フルスケールの正弦波入力信号を仮定し ています。入力信号が適度な波高率の複雑な変調信号である 場合、この信号のピーク・スルーレートは比較的低くなり、サン プル・クロック・ジッタの要件が緩和される場合があります。 これらの計算も理論上の計算です。これらの計算では、分解 能が無限でノイズのないA/Dコンバータを仮定しています。現 実の全てのA/Dコンバータには付加ノイズと分解能の制限の 両方があります。A/Dコンバータの制限事項を考慮して、サン プリング・クロックを過剰に指定しないようにする必要があり ます。 図 30は前出の式をプロットしたもので、与えられた入力信号 のサンプリング・クロック・ジッタ要件や与えられたサンプル・ クロック・ジッタに関する予想 SNR 性能を推定する簡単で 手っ取り早い方法を示しています。 108 102 TOTAL CLOCK JITTER (RMS) 10fs 20fs 50fs 100fs 200fs 500fs 1ps 2ps 5ps 10ps 20ps 50ps 96 90 SNR (dB) サンプル・クロック・ジッタによってSNR が低下するのは、入力 信号がスルーイングしている場合だけです。入力信号が静止 信号 (DC) の場合、 サンプリングがいつ行われるかは問題にな りません。さらに、高速のスルーイング信号は低速のスルーイ ング信号より誤差が大きく (ノイズが多く) なります。この影響 を図 29に示します。高速のスルーイング信号の誤差項が低 速のスルーイング信号の場合よりどの程度大きいかに注意し てください。結論として、データ・コンバータのSNR 性能を維 持するため、周波数が高い入力信号のデジタル化では、周波 数の低い入力信号を使用するアプリケーションよりかなりジッ タが少ないクロックが必要です。 84 78 72 66 10 60 54 ここで、fSIG はデジタル化する最高周波数の信号(Hz)であ り、SNRdB はSNR 要件(dB) であり、tJ(TOTAL)は全 RMSジッ 48 10 100 1000 FREQUENCY OF FULL-SCALE INPUT SIGNAL (MHz) 6954 F30 図 30.SNRと入力信号周波数と サンプル・クロックのジッタ 6954f 48 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 A/Dコンバータのサンプル・クロック入力の駆動要件 最近の高速、高分解能 A/Dコンバータは、多くの点で実験室 用機器に匹敵する途方もなく繊細な部品です。帯域幅が広くダ イナミックレンジが広いので、アナログ信号入力、電圧リファレ ンス、またはサンプリング・クロック入力にノイズや干渉信号が あると、デジタル化データに簡単に現われます。全てのA/Dコン バータの性能を最大限発揮させるため、サンプリング・クロック 入力はきれいな低ジッタ信号で駆動する必要があります。 標準的なA/Dコンバータのサンプル・クロック入力の簡略版 を図 31に示します。この場合、入力ピンには、符号化入力の 場合、ENC というラベルが付けられます。一方で、一部のA/ Dコンバータでは、クロック入力の場合、入力CLK というラ ベルが付けられます。この入力は、差動の制限アンプ段と、A/ Dコンバータのトラック・ホールド段を直接制御する後段の バッファで構成されています。 入力アンプには、制限に入るための最小入力信号振幅が必 要です。サンプリング・クロック信号の振幅は、最小要件より ある程度大きくして、入力アンプが全ての条件下で制限する ことを保証するものの、A/Dコンバータを損傷させるほど大 きくはしないようにします。標準的な最小入力信号レベルは、 300mVP-PDIFF ∼ 400mVP-PDIFF の範囲内です。 アンプにはそれ自体のノイズがあるので、サンプル・クロック入 力アンプには高速スルーイング入力信号によるメリットもあり ます。クロスオーバー領域で急速にスルーイングすることによ り、遷移が低速の場合よりも、アンプのノイズによって発生す るジッタが少なくなります。 図 31に示すように、A/Dコンバータのサンプル・クロック入力 は、通常は差動です。アンプはシングルエンド入力信号で正 常に動作しますが、差動サンプリング・クロックを使用すると 通常は最高の性能が得られます。 LTC6954は、これら全てのサンプル・クロック入力要件を満た します。出力信号は差動、低位相ノイズ (したがって低ジッタ) であり、立ち上がり時間および立ち下がり時間の特性が急峻 で、伝送線路を十分過ぎる信号振幅で高速に駆動します。 最高の位相ノイズ性能を得る場合には、LTC6954のLVPECL 出力を推奨します。LVDS 信号および CMOS 信号は良好な位 相ノイズ性能を実現しますが、LVPECL出力の位相ノイズが 最小です。 伝送線路と終端 立ち上がり時間と立ち下がり時間が短い高速信号処理回路 の相互接続では、終端を適切に整合した伝送線路を使用す ることが必要です。伝送線路はストリップ線路、マイクロスト リップ線路、それ以外の設計形態のいずれも可能です。伝送 線路設計の詳細な説明は、このデータシートの範疇を超えて います。伝送線路の特性インピーダンスと終端インピーダンス との間に不整合があると、信号の一部が反射して戻り、伝送 線路の反対側の端に向かいます。開放終端または短絡終端と いった極端な場合では、全ての信号が反射して戻ります。 この信号反射は、波形のオーバーシュートやリンギングにつ ながります。リンギングの周波数は伝送線路通過時の伝播遅 延に比例し、伝播遅延は主に線路の長さに依存します。リン ギングの振幅は、伝送線路の特性インピーダンスと、線路の それぞれの端での終端インピーダンスとの間の不整合の程 VDD 1.2V ENC+ 10k ENC– 6954 G31 図 31.A/Dコンバータのサンプル・クロック入力の簡略回路図 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 49 LTC6954 アプリケーション情報 度に依存します。不整合が大きいほど、反射およびリンギング の振幅は大きくなります。低インピーダンスのドライバと高イン ピーダンスのレシーバを使用した伝送線路終端の3つの方法 を図 32に示します。 近端部と遠端部の終端は、二重終端と呼ばれることがありま す。単純な遠端部または近端部の終端と比べて二重終端の 有利な点は、遠端部に不整合があった場合に、その反射が近 端部の終端でほとんど吸収され、信号が再反射するたびに大 幅に小さくなり、反射エネルギーが急速に消滅することです。 ZO 100Ω ZO FAR END TERMINATION (PARALLEL OR SHUNT TERMINATION) 50Ω 50Ω 二重終端の不利な点は、レシーバでの信号レベルが、信号源 の信号の振幅のわずか半分であることです。ただし、この信号 振幅の減少は、多くの場合は許容できます。近端部の終端で 使用した直列抵抗によって、信号に一定のノイズも加わるから です。 ZO ZO 二重終端は、より堅牢で寛容なシステム設計に役立ちます。 伝送線路の特性インピーダンスに影響するプリント回路基板 (PCB)の量産時のばらつきを、より容易に吸収できます。ま た、終端抵抗値のばらつきとその非理想特性もあまり重要で はありません。伝送線路を二重終端にすれば、付加ノイズが ある程度増えるという代償はありますが、優れた信号品位を より簡単に実現することができます。 NEAR END TERMINATION (SERIES TERMINATION) 50Ω 50Ω ZO 100Ω ZO 大半が吸収されますが、インピーダンスの不整合がある場合 は、一部の信号が再反射してレシーバに返されます。この信 号の往復は、最終的に反射信号エネルギーが尽きるまで続き ます。 6954 F32 A/Dコンバータのサンプル・クロック入力の信号品位要件 NEAR AND FAR END TERMINATION (DOUBLE TERMINATION) 図 32. 伝送線路の終端方法(ZO = 50Ω) 遠端部の終端は、伝送線路の並列終端または分路終端と呼 ばれることがあります。その目的は、伝送線路のインピーダン スを整合し、ドライバに信号が反射しないようにすることです。 遠端部に不整合があると、最初の信号の一部が反射してドラ イバに返されます。低インピーダンスのドライバと伝送線路と の整合が不十分だと、この反射信号の大半は再反射してレ シーバに返されます。この信号の往復は、最終的に反射信号 エネルギーが尽きるまで続きます。 近端部の終端は、直列終端、または逆終端と呼ばれることが あります。その目的は、伝送線路のインピーダンスを整合し、 遠端部からの反射信号が再反射してレシーバに返されないよ うにすることです。遠端部のレシーバは高インピーダンスで伝 送線路との整合が不十分なので、信号のほとんどが反射して ドライバに返されます。信号源で終端すると、この反射信号の 図 31は、A/Dコンバータのサンプル・クロック入力の簡略回路 図です。簡略回路図では、回路詳細の多くを省略し、また回 路内の寄生素子も省略しています。これらの寄生素子は、A/D コンバータのサンプル・クロック入力信号品位の要件に重要 な役割を果たします。 ロジック・アプリケーションは、信号のオーバーシュートやリン ギングを極めて高いレベルで許容できます。ロジック・システム が正常に動作するための唯一の要件は、ロジック0およびロ ジック1の状態が分離できるということです。ロジック0または ロジック1の状態信号に大量のリンギング、リップル、および干 渉があっても、ロジック・システムではほとんど心配ありません。 A/Dコンバータのサンプル・クロック入力は、信号品位の要件 がロジック入力とは異なります。実際、A/Dコンバータのサン プル・クロックがロジック信号とみなされることはありません。 むしろ、ミキサの局部発振器(LO) の入力信号に似ています。 ここでは、信号のノイズ、リンギング、および干渉物が対象の 6954f 50 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 アプリケーション情報 信号に印加されます。ただし、ミキサ・アプリケーションでは、 不要な帯域外信号が出力で容易に除去されることがよくあり ます。A/Dコンバータのサンプリングの性質上、不要な高周波 数信号が対象の周波数帯に折り返し、目的の信号を乱すこと があります。A/Dコンバータの場合には、アナログ入力信号に 加えて、デジタル化データにノイズ、リンギング、および干渉が 現われる場合があり、デジタル・フィルタ処理で容易に除去す ることはできません。 寄生信号の経路を考慮しない場合は、入力アンプが制限して いれば、A/Dコンバータのサンプル・クロック入力でのノイズま たはリンギングは影響がないように見えます。ただし、A/Dコン バータのサンプル・クロック入力にはいくつかの寄生素子があ り、これらがトラック・ホールド回路への信号経路と、最終的 にはデジタル化データへの信号経路になります。チップ上のレ イアウトとデバイスの寄生容量により、不要な高周波数信号 がトラック・ホールド回路と結合する1つの経路が生じます。も う1つの経路はA/Dコンバータの基板抵抗です。この抵抗は 有限なので、この経路を介した結合も可能です。これらの経 路による結合は大きく弱められますが、最近のA/Dコンバー タはSFDR が 100dBを超えているので、結合信号がデジタル 化データに現われることはほとんどありません。 図 33は、 この要件を満たす3つのLVPECL出力の構成を示し ています。ある構成では同相電圧が標準のLVPECL 同相電 圧であり、別の構成では同相電圧レベルが 1.2Vまで低下して います。信号のデューティ・サイクルが 50%なので、最後の構 成で示すように、出力のAC 結合も実行可能な解決策です。 27.4Ω LVPECL+ LTC6954 100Ω 27.4Ω LVPECL– ADC ADCs THAT CAN ACCEPT A 1.8V COMMON MODE SIGNAL ADC ADCs WITH 1.2V COMMON MODE VOLTAGE ADC AC-COUPLED INTO ADCs WITH A SELFBIASED INPUT ZO LVPECL OUTPUT IBIAS ENABLED LVPECL+ 54.9Ω ZO 49.9Ω LTC6954 LVPECL– 49.9Ω 54.9Ω ZO 95.3Ω LTC6954 の使用によるA/Dコンバータのサンプル・ クロック入力の駆動 前述したように、最高の位相ノイズ性能を得る場合には、 LTC6954のLVPECL出力を推奨します。これらの出力は、標 準のLVPECLデバイスとのインタフェースを行う目的で設計さ れていますが、遠端部だけを終端した伝送線路を駆動します。 このように構成すると、信号はLVPECLの規格に適合し、振 幅は非常に大きく1.6VP-PDIFF になります。LVPECLシステム でのみ遠端部の終端を使用すると、消費電力、信号振幅、お よび信号品位(オーバーシュートとリンギング) の兼ね合いが 生じます。 ZO 95.3Ω LVPECL OUTPUT IBIAS DISABLED LVPECL+ LTC6954 LVPECL– 27.4Ω 27.4Ω ZO 100Ω ZO LVPECL OUTPUT IBIAS ENABLED 6954 F33 図 33.A/Dコンバータのサンプル・クロック入力への LVPECL 出力の接続(ZO = 50Ω) LTC6954のLVPECL出力信号の立ち上がり時間と立ち下が り時間は非常に高速(標準で135ps 未満)であるため、通常 は、A/Dコンバータのサンプル・クロック入力で、最大 LVPECL レベルの大きさの信号は必要ありません。検討すべき1つの 方法は、LVPECL出力を使用して、伝送線路の近端部と遠端 部の両方の終端を実現することです。信号は遠端部で減衰 し、LVPECL 信号レベルの規格を満足しませんが、A/Dコン バータの大半のサンプル・クロック入力では、正規のLVPECL レベル信号は必要ありません。 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 51 LTC6954 アプリケーション情報 直列の近端部終端は27.4Ωであり、50Ωではないことに注意 してください。LTC6954のLVPECL出力インピーダンスは約 5Ωであり、考慮に入れる必要がありますが、近端部の終端抵 抗が 50Ω 未満である最も大きな理由は、終端抵抗によって信 号にノイズが付加されることです。したがって、ここに示す近 端部の終端では、伝送線路のインピーダンス整合の量産時 のばらつき (信号の品位) と付加ノイズとの兼ね合いが生じま す。遠端部の終端が伝送線路の特性インピーダンスに完全に 整合する場合、近端部の終端はまったく必要ありません。ただ し、完全な整合は実現しにくいので、最初は基板に抵抗を取 り付けない場合でも、近端部の直列終端のPCBレイアウトで 準備することを強く推奨します。 LVPECL出力は最高のA/Dコンバータ・サンプル・クロック・ド ライバ性能を発揮しますが、LVDS出力もやはり非常に優れ た性能を発揮できます。LVPECL出力と比較すると、LVDS出 力の1/f 位相ノイズと位相ノイズフロアはわずかに高めです。 このわずかに高い位相ノイズおよびジッタは、それでも多くの A/Dコンバータ・アプリケーションで適しています。 LVDS+ LTC6954 LVDS– A/Dコンバータのサンプル・クロック入力をLVDS出力ドライ バを使用して駆動する場合は、図 34に示すように、最高の電 流設定(ILVDS = 7mAの場合、LVCSx = 1) および二重に終端 された伝送線路を使用するのが最善です。この構成は、両端 で適切に終端されるため、伝送線路設計および PCB 製造時 のばらつきに対する許容度が増します。 高性能、高周波のA/Dコンバータのサンプル・クロック入力を、 CMOS出力を使用して駆動するのは推奨しません。LVDS出 力モードの場合と同じ出力ピンを使用すると優れた性能が得 られるので、信号の配線をかなり長くする場合には確かに適 しています。ただし、一部のA/DコンバータではCMOSレベル のサンプル・クロック信号が必要です。 これらの場合には、LTC6954とA/Dコンバータの間の接続を、 図 35に示すように部分的な信号源終端を使用してできるだけ 短くします。 ZO 100Ω ADC 100Ω ZO ADCs WITH 1.2V COMMON MODE VOLTAGE LVDS OUTPUT MODE, DC-COUPLED AND DOUBLY TERMINATED INTO THE ADC SAMPLE CLOCK INPUT (LV/CM OUTPUT IN LVDS MODE, ILVDS = 7mA) 6954 F34 図 34.A/Dコンバータのサンプル・クロック入力への LVDS 出力の接続(ZO = 50Ω) CMOS+ LTC6954 10Ω ZO ADC ADC REQUIRING A CMOS LEVEL SAMPLE CLOCK CMOS– CMOS OUTPUT MODE, DC-COUPLED INTO AN ADC REQUIRING A CMOS LEVEL SAMPLE CLOCK (TRANSMISSION LINE SHOULD BE NO LONGER THAN 10cm) 6954 F35 図 35.A/Dコンバータのサンプル・クロック入力への CMOS 出力の接続(ZO = 50Ω) 6954f 52 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 標準的応用例 SDO 50Ω 0.1µF SENSE 1.8V C19 0.1µF C23 2.2µF 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 VDD VDD SENSE VREF SDO GND OF DNC D15 D14 ANALOG 0.1µF 1 V CM INPUT 0.1µF T1 2 25Ω 315.5MHz AIN+ –1dBFS 3 AIN– 25Ω 4 GND 5 REFH 0.1µF – + 0.1µF 6 REFL + CN1 – LTC2165 7 REFH – + 8 REFL C21 + – 0.1µF 9 PAR/SER PAR/SER 10 T1: MACOM ETC1-1-13 GND RESISTORS, CAPACITORS ARE 0402 PACKAGE SIZE 11 CN1: 2.2µF LOW INDUCTANCE GND INTERDIGITATED CAPACITOR 12 VDD TDK CLLE1AX780G225M 1.8V MURATA LLA219C70G225M VDD GND ENC+ ENC– CS SCK SDI GND D0 D1 C18 AVX W2L14Z225M 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 0.1µF OR EQUIVALENT 100pF 0.1µF 49.9Ω 100pF 49.9Ω OUT0+ SYNC SYNC CONTROL OUT0SEL OUT1SEL OUT2SEL 3.3V SDO SPI SERIAL PORT D3 24 LTC6954-3 IN– 49.9Ω C37 0.1µF 3.3V V+ IN+ D2 23 DIGITAL OUTPUTS 1.8V C32 0.1µF C28 0.1µF 100pF 37 D13 D12 36 D11 35 D10 34 D9 33 D8 32 OVDD 31 OGND 30 CLKOUT+ 29 CLKOUT– 28 D7 27 D6 26 D5 25 D4 SPI PORT R51 100Ω 1GHz 38 SERIAL PORT AND DIGITAL DEL = 0 DIV = 10 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DELAY 0 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 100MHz OUT0– OUT1+ OUT1– OUT2+ OUT2– SDI SCLK CS GND 6954 F36 図 36.LTC2165、125Msps、16ビットA/Dコンバータのエンコード・サンプル・クロック入力を駆動するLTC6954 6954f 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 53 LTC6954 標準的応用例 0 TOTAL SYSTEM SNR = 68.8dB LTC6954 JITTER = 113fsRMS –10 –20 AMPLITUDE (dBFS) –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 –110 –120 0 10 20 30 FREQUENCY (MHz) 40 50 6954 F37 図 37.LTC2165 64k ポイントの FFT、fIN = 315MHz、–1dBFS、100Msps。 LTC6954 が 100MHzで供給するサンプル・クロック 6954f 54 詳細:www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LTC6954 パッケージ寸法 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/product/LTC6954#packagingを参照してください。 UFF Package 36-Lead Plastic QFN (4mm × 7mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1863 Rev Ø) 0.70 ±0.05 4.50 ±0.05 3.10 ±0.05 5.61 ±0.05 2.50 REF 2.64 ±0.05 PACKAGE OUTLINE 0.25 ±0.05 0.50 BSC 5.50 REF 6.10 ±0.05 7.50 ±0.05 RECOMMENDED SOLDER PAD PITCH AND DIMENSIONS APPLY SOLDER MASK TO AREAS THAT ARE NOT SOLDERED 4.00 ±0.10 PIN 1 NOTCH R = 0.30 OR 0.25 × 45° CHAMFER R = 0.10 TYP 0.75 ±0.05 2.50 REF 35 36 0.40 ±0.10 PIN 1 TOP MARK (NOTE 6) 7.00 ±0.10 1 2 5.50 REF 5.61 ±0.10 2.64 ±0.10 (UFF36) QFN 0810 REV Ø 0.200 REF 0.00 – 0.05 R = 0.125 TYP 0.25 ±0.05 0.50 BSC BOTTOM VIEW—EXPOSED PAD 注記: 1. 図は JEDEC のパッケージ外形ではない 2. 図は実寸とは異なる 3. 全ての寸法はミリメートル 4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない モールドのバリは (もしあれば)各サイドで 0.20mm を超えないこと 5. 露出パッドは半田メッキとする 6. 灰色の部分はパッケージの上面と底面のピン 1 の位置の参考に過ぎない 6954f リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は 一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料は あくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。 55 LTC6954 標準的応用例 UP TO 1.4GHz 付加位相ノイズとオフセット 周波数、fIN = 622.08MHz、 Mx[5:0] = 4、fOUTx = 155.52MHz 3.3V V+ IN+ IN 50Ω SYNC 50Ω SYNC CONTROL OUT0SEL 3.3V OUT2SEL SPI SERIAL PORT DELAY 0 TO 63 OUT1SEL SDO SDI DELAY 0 TO 63 SERIAL PORT AND DIGITAL DELAY 0 TO 63 –120 LTC6954-3 – DIVIDE 1 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 DIVIDE 1 TO 63 OUT0+ OUT0– OUT1+ OUT1– OUT2+ OUT2– LVPECL OUTPUT FREQUENCY UP TO 1.4GHz LVDS OUTPUT FREQUENCY UP TO 1.4GHz CMOS OUTPUT FREQUENCY UP TO 250MHz SCLK CS ADDITIVE PHASE NOISE (dBc/Hz) 0.1µF –130 –140 –150 –160 –170 –180 GND 6954 TA02a 10 100 1k 10k 100k 1M OFFSET FREQUENCY (Hz) 10M 6954 TA02b 関連製品 製品番号 説明 注釈 LTC6945 ノイズとスプリアスを極めて低く抑えた整数分周方式 350MHz ∼ 6GHz、正規化された帯域内位相ノイズフロア:–226dBc/Hz シンセサイザ 広帯域出力位相ノイズフロア:–157dBc/Hz LTC6946 ノイズとスプリアスを極めて低く抑えたVCO 内蔵の 整数分周方式シンセサイザ 370MHz ∼ 6.4GHz、正規化された帯域内位相ノイズフロア: –226dBc/Hz、広帯域出力位相ノイズフロア:–157dBc/Hz LTC6947 ノイズとスプリアスを極めて低く抑えた分数分周方式 350MHz ∼ 6GHz、正規化された帯域内位相ノイズフロア: シンセサイザ –226dBc/Hz、広帯域出力位相ノイズフロア:–157dBc/Hz、 整数分周方式のスプリアス性能 LTC6948 ノイズとスプリアスを極めて低く抑えたVCO 内蔵の 分数分周方式シンセサイザ LTC6950 位相ノイズとスプリアスを低く抑えた整数分周方式 VCO 周波数:最大 1.4GHz、付加ジッタ:<20fsRMS、 PLLコア、5つの出力クロック分配とEZSyncクロック・ 正規化された帯域内位相ノイズフロア:–226dBc/Hz、 エッジ同期を備える 正規化された1/f 位相ノイズフロア:–274dBc/Hz LTC6957 位相ノイズの小さいデュアル出力バッファ/ドライバ / ロジック・コンバータ 370MHz ∼ 6.4GHz、正規化された帯域内位相ノイズフロア: –226dBc/Hz、広帯域出力位相ノイズフロア:–157dBc/Hz、 整数分周方式のスプリアス性能 正弦波信号からロジック・レベル信号への最適な変換、 LVPECL/LVDS/CMOS出力、DC 300MHz、 付加ジッタ:45fsRMS (LVPECL) 6954f 56 リニアテクノロジー株式会社 〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F TEL 03-5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp/LTC6954 LT1115 • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2015