‌CDC7005高性能时钟合成器与抖动清除器技术文档总结

该CDC7005是一款高性能、低相位噪声和低偏斜时钟同步器和抖动清除器，可将压控晶体振荡器（VCXO）频率与基准时钟同步。可编程预分频器 M 和 N 为参考时钟与 VCXO 的频率比提供了高度的灵活性：VCXO_IN/REF_IN = （NxP）/M。VCXO_IN时钟的工作频率高达 800 MHz。通过选择外部VCXO和环路滤波器组件，可以调整PLL环路带宽和阻尼因子，以满足不同的系统要求。五个差分LVPECL输出中的每一个都可通过串行外设接口（SPI）进行编程。SPI允许单独控制每个输出的频率和使能/禁用状态。该器件在 3.3V 环境中运行。内置锁存器确保所有输出同步。

该CDC7005的工作温度范围为 –40°C 至 85°C。
*附件：cdc7005.pdf

特性

• 高性能 1：5 PLL 时钟同步器
• 两个时钟输入：VCXO_IN时钟与REF_IN时钟同步
• 同步频率高达 800 MHz （VCXO_IN）
• 支持五个差分LVPECL输出
• 每个输出频率可通过 x1、/2、/4、/8 /16 进行选择
• 所有输出都是同步的
• 集成低噪声OPA，用于外部低通滤波器
• 低 PLL 环路带宽的高效抖动屏蔽
• 低相位噪声特性
• 相位调整的可编程延迟
• 预分流器环带宽调整
• SPI可控分频设置
• 上电控制强制LVPECL输出在VCC <1.5 V时为3态
• 3.3V 电源
• 采用 64 引脚 BGA（0.8 mm 间距 - ZVA）或 48 引脚 QFN （RGZ） 封装
• 工业温度范围 –40°C 至 85°C

参数

‌1. 产品概述‌
CDC7005是德州仪器（TI）推出的3.3V高性能时钟合成器与抖动清除器，专为高频时钟同步设计，具有以下核心特性：

• ‌同步功能‌：支持两路时钟输入（VCXO_IN与REF_IN），最高同步频率达800 MHz（VCXO_IN）。
• ‌输出配置‌：提供5路差分LVPECL输出，每路可通过SPI编程选择分频比（×1、/2、/4、/8、/16），输出相位噪声低且支持可调延迟。
• ‌集成组件‌：内置低噪声运算放大器（OPA）用于外部低通滤波器设计，支持灵活的环路带宽调整。
• ‌控制接口‌：SPI可编程接口，支持分频比、延迟、电荷泵电流等参数配置。

‌2. 关键特性‌

• ‌高性能PLL‌：支持频率比VCXO_IN/REF_IN = (N×P)/M，通过外部VCXO和滤波器组件可定制环路带宽。
• ‌低抖动与低偏斜‌：优化的相位噪声性能，输出偏斜低至30 ps（同频模式下）。
• ‌电源管理‌：3.3V供电，工业级温度范围（-40°C至85°C），支持上电输出三态保护。

‌3. 封装与引脚‌

• ‌封装选项‌：64引脚BGA（0.8 mm间距）或48引脚QFN（RGZ）。
• ‌关键引脚‌：
  • ‌控制接口‌：CTRL_LE（SPI使能）、CTRL_CLK（时钟）、CTRL_DATA（数据）。
  • ‌状态指示‌：STATUS_LOCK（锁相状态）、STATUS_REF/VCXO（输入时钟有效性）。
  • ‌模拟接口‌：CP_OUT（电荷泵输出）、OPA_IN/OUT（运算放大器接口）。

‌4. 应用场景‌

• ‌高速数据转换器时钟‌：如DAC5686等插值DAC的采样时钟生成，支持多路相位对齐输出（±200 ps偏斜）。
• ‌通信系统‌：3G基站中的时钟分配，支持245.76 MHz高频与61.44 MHz数据时钟同步。

‌5. 电气特性‌

• ‌相位噪声性能‌（典型值）：
  • 10 Hz: -105 dBc/Hz
  • 100 kHz: -152 dBc/Hz
• ‌功耗‌：全输出激活时典型电流265 mA（3.6V供电）。

‌6. 设计支持‌

• ‌参考电路‌：提供被动环路滤波器设计示例（如图7），优化相位噪声与稳定性。
• ‌文档扩展‌：参考应用笔记SCAA067获取VCXO选型与相位噪声测试数据。

‌7. 注意事项‌

• ‌热管理‌：需确保封装散热焊盘接地，BGA封装热阻54°C/W（无气流）。
• ‌SPI时序‌：严格遵循CTRL_LE/CLK/DATA的建立/保持时间（详见图1时序图）。

本文档完整覆盖CDC7005的功能、配置、电气参数及典型应用，适用于高频时钟系统的硬件设计参考。