我們熟悉的晶體振蕩器輸出方式有很多種,其中CMOS,LVCMOS,LVDS,LVPECL這幾種是最常見的,目前也主要以這四種輸出模式為主.為了支持不同的晶振產品設計需要,部分石英晶體振蕩器型號可同時提供這幾種輸出,部分只支持其中一兩種,如有特殊的需求,可聯系廠家或供應商提供其他的方案.例如有些客戶會提出,要將LVCMOS晶振連接LVDS或者LVPECL,這種方法其實也是可行的,但需要制定合理的方案.
在某些情況下,需要為具有單端輸出源的差分LVDS或LVPECL接收器提供時鐘.通過將AC信號連接到其中一個差分輸入引腳并將DC閾值電壓施加到另一個引腳,LVCMOS輸出可以連接到LVDS或LVPECL接收器.為滿足差分擺幅要求,接收器側單端時鐘的幅度必須是LVDS或LVPECL接口差分擺幅的兩倍.請參考接收器數據手冊以確保輸入電壓在可接受的范圍內.與差分晶體振蕩器相比,使用單端振蕩器驅動LVDS/LVPECL輸入可提供更低的功耗,但它可降低抗噪性.
將單端輸出連接到差分接收器需要滿足以下條件:
1.對于所有VDD的LVDS,輸入端的共模電壓應為1.2V,對于2.5VDD的LVPECL為1.2V,對于3.3VDD的LVPECL為2V.
2.對于LVDS,輸入端的電壓擺幅應為700mV至800mV,LVPECL則為1.2V至2V.
3.終端電路的輸入阻抗必須與走線阻抗相匹配,以保持信號完整性.典型的走線阻抗為50Ω.
圖23顯示了一個推薦的原理圖,用于將單端輸出連接到2.5VDD的任何電壓LVDS和LVPECL石英晶振.共模電壓由輸出驅動器阻抗和電阻器R1和R3產生的分壓器設置.電容器C1提供從負輸入到地的AC信號路徑.正輸入端的信號幅度由分壓器設定,分壓器由與R1串聯的輸出驅動器電阻和與R3并聯的R2組成.

圖23:LVCMOS驅動器與2.5V/3.3V-LVDS或2.5V-LVPECL接收器的接口

圖24顯示了在3.3VDD下LVCMOS與LVPECL接口的原理圖.接收器側的共模電壓由分壓器設置,該分壓器由輸出驅動器阻抗與27Ω電阻串聯至200Ω上拉至VDD.

圖24:將LVCMOS驅動器連接到3.3VDD的LVPECL接收器

圖23和圖24中的推薦元件值是基于25ΩLVCMOS driverimpedance計算得出的.這個值對應于SiCM8008系列LVCMOS振蕩器的典型驅動阻抗.LVCMOS貼片振蕩器的電源網絡中有一個RLC濾波器,如圖23和圖24所示.SiTime建議使用這個RLC濾波器因為它顯著改善了電源噪聲抑制.圖25顯示了用單端時鐘驅動時3.3V-LVPECL接收器輸入的波形示例.

圖25:3.3VDD-LVPECL接收器的正(a),負(b)輸入的波形和產生的差分波形(c).

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如何將LVCMOS振蕩器連接到LVDS/LVPECL輸入?

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