KOKA024 November   2022 LMK6C , LMK6D , LMK6H , LMK6P

 

  1.   광학 모듈용 BAW 오실레이터 솔루션

광학 모듈용 BAW 오실레이터 솔루션

BAW 공진기 기술

BAW는 고정밀, 초저 지터 클록을 다른 회로들이 들어 있는 패키지에 직접 결합할 수 있도록 하는 마이크로 공진기 기술입니다. BAW 오실레이터에서 BAW 공진기는 함께 배치된 정밀 온도 센서, 초저지터, 저전력 FOD(분수 출력 분할기), 단일 종단 LVCMOS(LMK6C) 및 차동 LVPECL(LMK6P), LVDS(LMK6D), HCSL(LMK6H) 출력 드라이버, 여러 저잡음 LDO로 구성된 소형 전력 리셋 클록 관리 시스템과 통합되어 있습니다.

그림 1-1에는 BAW 공진기 기술의 구조가 나와 있습니다. 구조에는 금속 필름과 기계 에너지를 제한하는 다른 층 사이에 끼워진 얇은 압전 필름 층이 포함되어 있습니다. BAW 공진기는 이 압전 변환을 사용하여 진동을 생성합니다.

GUID-20221020-SS0I-XK8K-HFZW-TLWSPSS2CGTC-low.png그림 1 벌크 탄성파(BAW) 공진기의 기본 구조

광학 모듈의 BAW 오실레이터

BAW 오실레이터는 기존의 많은 광 모듈 시스템에서 표준 오실레이터의 드롭인 대체품으로 사용할 수 있습니다. 차동 변형(LMK6P/D/H)의 125fs 최대 지터 성능을 통해 BAW를 최대 800G의 고속 광학 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. 그림 1-3은 156.25MHz에서의 BAW 오실레이터 위상 잡음 성능을 보여줍니다. 내부 분수 출력 분할기를 통해 LMK6 제품군은 1~400MHz 사이의 모든 출력 주파수를 생성할 수 있습니다. 광학 모듈에서 가장 일반적으로 사용되는 주파수(156.25MHz, 161.1328125MHz, 312.5MHz, 322.265625MHz 등)가 완전히 지원됩니다.

그림 1-2에는 광학 모듈 시스템의 일반적인 블록 다이어그램이 나와 있습니다. BAW 오실레이터는 주로 PAM4 DSP에서 통합 시리얼라이저/디시리얼라이저를 클록하는 데 사용됩니다. 여기서 데이터 무결성을 극대화하기 위해 고성능 클로킹이 필요합니다. BAW 오실레이터는 주파수, 형식 및 전압 수준의 유연성을 통해 전체 시스템 전체의 다른 클로킹에도 사용할 수 있습니다. BAW 오실레이터는 현재 시중에 나와 있는 대부분의 고성능 오실레이터와 완벽하게 핀 호환됩니다.

GUID-20221103-SS0I-DXWP-DG1P-QGQKCBR6N5LR-low.svg그림 2 광학 모듈에 사용되는 BAW 오실레이터의 일반적인 블록 다이어그램

BAW 오실레이터의 이점

초저 지터 성능

LMK6 제품군의 차동 출력 변형은 최대 125fs 지터를 제공하므로 800G 광학 네트워크 및 기타 고성능 애플리케이션에 이상적인 선택입니다. 또한 LMK6H는 HCSL 출력 단계를 통해 모든 PCIe Gen 1-6 요구 사항을 충족합니다. HCSL이 필요하지 않은 설계에서 LMK6C/P/D는 모든 PCIe Gen 6 지터 요구 사항을 충족합니다.

GUID-20221020-SS0I-RF9S-P1GP-P60TWRSLXXGB-low.png그림 3 BAW 오실레이터 156.25MHz 위상 잡음 성능(정규화된 스퍼 모드)

유연한 솔루션

LMK6 제품군은 1.8V, 2.5V 또는 3.3V 공급 전압으로 가능한 4가지 출력 형식(LVCMOS, LVPECL, LVDS 및 HCSL)에서 1MHz~400MHz 사이의 모든 출력 주파수를 생성할 수 있습니다. DLE(3.2mm x 2.5mm) 및 DLF(2.5mm x 2mm) 패키지를 사용하여 소형 보드 설계에서 공간을 절약할 수 있습니다. LMK6 BAW 오실레이터는 전력 공급 필터링을 위한 단일 커패시터만 필요로 하며, 크리스탈 오실레이터는 최대 4개의 외부 부품이 필요할 수 있습니다.

GUID-20221101-SS0I-3C46-1BDM-FPVJKMP0RF49-low.jpg그림 4 BAW와 크리스탈 오실레이터의 PCB 풋프린트 비교

높은 수준의 안정성

BAW 오실레이터는 최대 105°C의 온도를 견딜 수 있으며 경쟁 제품인 크리스탈 오실레이터 솔루션보다 MTBF(평균 고장 시간)가 20~30 더 높습니다. BAW 오실레이터는 수명 기간 동안 모든 노화 및 환경 요인을 포함하여 ±25ppm의 주파수 안정성을 보장합니다. 온도 전반에 걸쳐 BAW 오실레이터는 현재의 쿼츠 기반 오실레이터보다 훨씬 우수한 ±10ppm의 주파수 안정성을 제공합니다.

GUID-20221101-SS0I-KG1G-CTJF-XRVMZNTD7GLW-low.png그림 5 BAW 오실레이터과 Quartz XO 비교: 온도에 따른 주파수 안정성