LMK04208の仕様確認

[astro383参加者]

LMK04208の仕様確認

お世話になります。データシート(SNAS684 –SEPTEMBER 2016)の記載に関して ご教示ください。
◆P21 8.1.11 Default Startup Clocks の記載関連
[Q1] CLKout4(nominal frequency) ->CLKout3とOSCout(OSCin frequency)の順に出力という解釈で正しいでしょうか。
[Q2] P45 Figure 16 の接続での使用を想定します。その場合、OSCin =external VCXO となり nominal frequency =OSCin frequency となると認識しましたが正しいでしょうか。
[Q3] the device must not be using Crystal mode. とありますが、Default Startup Clocks に記載の通り起動させる為には 「P44 Figure 15 の記載(External VCXO or Tunable Crystal)」のTunable Crystal は使用禁止という認識で正しいでしょうか。
◆P48 8.5.1 Special Programming Case for R0 to R5 for CLKoutX_DIV and CLKoutX_DDLY の記載関連
[Q4] この章にある 特別な場合でなくても、program が実行される前に、必ず「Initial Programming Sequence」に記載の通り 一度推奨の設定で起動するという認識で正しいでしょうか。
[Q5]「Initial Programming Sequence」に記載の通り起動した際、CPout1とCPout2 の挙動(電位など)は 一般的な VCXO(Vcont端子)の仕様に対して問題とならないと認識していますが 正しいでしょうか。
◆起動時のシーケンスに関して
[Q6] 先にも出ました「Initial Programming Sequence」にある推奨設定での起動となるため、電源投入やリセットに関する初期シーケンスはないという認識で正しいでしょうか。(データシートに記載がないか確認しましたが見つけられませんでした。)
◆VCXOの仕様に関して
[Q7] P111 Figure37 から 特別なVCXOである必要はなく、±100ppm程度のもので Vcontで調整して使う認識で正しいでしょうか。違う場合には 推奨される VCXOの型式を教えていただけますと幸いです。

• このトピックは astro383が5 年、 3 ヶ月前に変更しました。

[Undertale従業員]

astro383様

本件お問い合わせ下さりありがとうございます。
ご質問頂きました件に関しまして確認後折り返しご連絡致します。
何卒よろしくお願い致します。

Undertale

[astro383参加者]

ご返信有難うございます。承知しました。小分けになりお手数をおかけしますが もう1点 ご教示ください。
CLKin0,CLKin0*(28pin,29pin) とCLKin1,CLKin1*(25pin,26pin) に COMS信号を入力する際、端子のインピーダンスを 何Ωとして設計すればよろしいでしょうか。

[Kawai従業員]

以下に回答致します。

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◆P21 8.1.11 Default Startup Clocks の記載関連
[Q1] CLKout4(nominal frequency) ->CLKout3とOSCout(OSCin frequency)の順に出力という解釈で正しいでしょうか。

【回答】
現物がなく確認ができませんが、レジスタ初期値から確認しますと、
以下のようになるかと考えます。

CLKOUT4：内蔵VCO周波数/25、LVDS出力
CLKOUT3：外付けVCXO 周波数（OSCIN周波数）、LVCMOS出力
OSCOUT：外付けVCXO 周波数（OSCIN周波数）、LVDS出力

念のため、製品部へ確認中です。

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[Q2] P45 Figure 16 の接続での使用を想定します。その場合、OSCin =external VCXO となり nominal frequency =OSCin frequency となると認識しましたが正しいでしょうか。

【回答】
Q1の回答をご参照ください。

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[Q3] the device must not be using Crystal mode. とありますが、Default Startup Clocks に記載の通り起動させる為には 「P44 Figure 15 の記載(External VCXO or Tunable Crystal)」のTunable Crystal は使用禁止という認識で正しいでしょうか。

【回答】
Tunable Crystalを使用するためには、
発振回路をONにする必要があり、レジスタ設定が必須のため、使用できません。

“Default Startup Clocks”の記述はレジスタへアクセスする前、
電源起動直後の動作について説明しております。

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◆P48 8.5.1 Special Programming Case for R0 to R5 for CLKoutX_DIV and CLKoutX_DDLY の記載関連
[Q4] この章にある 特別な場合でなくても、program が実行される前に、必ず「Initial Programming Sequence」に記載の通り 一度推奨の設定で起動するという認識で正しいでしょうか。

【回答】
8.5.2項「Recommended Programming Sequence」に記載の通り、
R0から順にR30までプログラム頂く方法が推奨です。
これらレジスタはお客様の仕様に合わせた設定値を書き込んで頂きます。

この手順を踏んだ場合、P14 Figure 2/3にあるような特別な追加クロックは不要です。
R6以降の設定時のクロックパルスがそれに相当となるため。

もし、R0-R5のみをProgramし、Special Programingに該当する
条件の場合は、Extra Clockを生成頂きます。

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[Q5]「Initial Programming Sequence」に記載の通り起動した際、CPout1とCPout2 の挙動(電位など)は 一般的な VCXO(Vcont端子)の仕様に対して問題とならないと認識していますが 正しいでしょうか。

【回答】
「一般的な VCXO(Vcont端子)の仕様に対して問題とならない」とは
どの様な問題を想定されてますでしょうか？

レジスタの書き換えでVCXOを破壊するような制御電圧を発生させることはございません。
ただ、ロック過程で制御電圧は大きく変化することはございます。

CPOUTはチャージポンプ電流ですので、
ループフィルタ設計とループ特性に合わせて適切な値を選択すべきと考えます。
WEBENCHを使用し、位相マージンをご確認ください。

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◆起動時のシーケンスに関して

[Q6] 先にも出ました「Initial Programming Sequence」にある推奨設定での起動となるため、電源投入やリセットに関する初期シーケンスはないという認識で正しいでしょうか。(データシートに記載がないか確認しましたが見つけられませんでした。)

【回答】
電源は単一電源です。
すべての電源ピンは基本的に同時立ち上げを推奨します。
ただし、各電源ピンはデータシートの記載に従い、フェライトビーズで分離頂きます。

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◆VCXOの仕様に関して

[Q7] P111 Figure37 から 特別なVCXOである必要はなく、±100ppm程度のもので Vcontで調整して使う認識で正しいでしょうか。違う場合には 推奨される VCXOの型式を教えていただけますと幸いです。

【回答】
LMK04208EVMのUser Guide Appendix Bに記載されている位相ノイズ特性は
EPSON製 VG-4513CA-122.8800M-GFCT3 を使用した際の特性です。

P111の情報はTunalble XTALと内蔵発振回路を使用する方法での例となりますが、
制御電圧範囲がCPOUT1の出力範囲に相応し、クロック出力レベル、
周波数がOSCINの仕様を満たすものをご使用頂きます。

LMK04208評価ボードでは、上記のEPSON社製 VG-4513CA-122.8800M-GFCT3、
を使用しており、Absolute Pull In Range は ±30ppm の製品です。

Pull In Rangeに関しましては、数値が大きいと位相ノイズ特性が悪くなる傾向となります。
VCXOの位相ノイズ性能についてもご確認ください。

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以上、ご確認の程お願い致します。

 

• この返信は5 年、 3 ヶ月前に  Kawai さんが編集しました。

[Kawai従業員]

追加のご質問に回答致します。

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【ご質問】
CLKin0,CLKin0*(28pin,29pin) とCLKin1,CLKin1*(25pin,26pin) に COMS信号を入力する際、端子のインピーダンスを 何Ωとして設計すればよろしいでしょうか。

【回答】
LMK03328と同様とお考え下さい。

通常、CMOSドライバーの出力電流IOH、IOLは10mA以下です。
50Ωの負荷を接続した場合、3.3V電位を維持するには66mAの駆動能力が必要となります。

伝送路を50Ωの特性インピーダンスにする必然性はございません。
CMOS回路では110Ωシングルエンドの伝送路が使われることが多々ございます。

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よろしくお願い致します。

• この返信は5 年、 3 ヶ月前に  Kawai さんが編集しました。

[astro383参加者]

ご回答有難うございました。お手数をおかけしますが、認識が正しいかの確認と数点質問させてください。
[Q1]承知しました。念のためのご確認よろしくお願いいたします。
[Q2]nominal frequencyは、OSCin freqが 内部VCOを通過したものと認識しましたが正しいでしょうか。
[Q3]”Default Startup Clocks” に記載の起動は レジスタアクセス前(電源起動直後の動作)であり、レジスタ設定必須な Tunable Crystalではなく、External VCXOを使う必要があると認識しましたが正しいでしょうか。
[Q4]8.5.2項「Recommended Programming Sequence」と合わせて もう一度確認を進め、適宜 ご質問とさせていただきます。
[Q5]起動時のExternal VCXOの動作を把握する為に Vcont端子の電位(変動)を知りたく、ご質問しました。不都合(破壊)が無い範囲で ロック過程にて 電圧変動が起こるとして認識させていただきました。また実設計時には ご助言のWEBBENCHを使った位相マージン確認を進め、適宜 ご質問とさせていただけますと幸いです。
[Q6]ご回答の内容にて 承知しました。
[Q7]承知しました。±30ppmの仕様にて VCXOを選定する様に進めさせていただきます。
[追加質問]データシート P98 に記載の内容にて 承知しました。

[astro383参加者]

ご連絡いただく前に追加での質問となり失礼します。
ご回答にあります ｢Pull In Rangeに関しましては、数値が大きいと位相ノイズ特性が悪くなる傾向となります。VCXOの位相ノイズ性能についてもご確認ください。｣ とありますが、可能であれば 位相ノイズの期待値を ご教示いただけませんでしょうか。

[Kawai従業員]

ご質問の件、以下にコメント致します。

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[Q1]
承知しました。念のためのご確認よろしくお願いいたします。

【回答】
確認が取れ、間違いございませんでした。
尚、起動直後のCLKOUT4に関しては、
電気的特性に周波数の記載がございました。

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[Q2]
nominal frequencyは、OSCin freqが 内部VCOを通過したものと認識しましたが正しいでしょうか。

【回答】
CLKOUT4のみ内蔵VCOのFreeRun動作となります。

起動時の詳細動作は、それぞれのブロックのレジスタ初期値から
読み解いて頂ければと存じます。

■ CLKOUT4
・OSCMux2はVCO側に接続
・VCO Dividerは未使用
・Output Divider = 1/25

■ CLKOUT3
・OSCMux1はOSCin側へ接続
・Output Divider = 1/1

■ OSCout
・OSCout_MUXはOSCinへ接続（Dividerなし）

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[Q3]
”Default Startup Clocks” に記載の起動は レジスタアクセス前(電源起動直後の動作)であり、レジスタ設定必須な Tunable Crystalではなく、External VCXOを使う必要があると認識しましたが正しいでしょうか。

【回答】
ご質問の意図が理解できませんでした。

レジスタ設定をしなければ、Tunable Crystal / VCXOのいずれであっても
意図通りの周波数は出力できません。

通常の使い方は、
電源起動 → レジスタ設定 → 意図通りの動作（正常動作）　の順となります。

Default Startup Clocks記載は、文字通り、
上記手順のレジスタ設定する前の初期状態（電源を入れただけの状態）で
LMK04208のCLKOUT3, CLKOUT4, OSCOUTがどのようなクロックを
出力しているかを説明しています。

ご理解頂けましたでしょうか？

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[追加質問]
｢Pull In Rangeに関しましては、数値が大きいと位相ノイズ特性が悪くなる傾向となります。VCXOの位相ノイズ性能についてもご確認ください。｣ とありますが、可能であれば 位相ノイズの期待値を ご教示いただけませんでしょうか。

【回答】
システムが要求される位相ノイズに依存しますので、
一概に期待値がこの値であると定義することはできません。

LMK04xxxシリーズはジッタ―クリーナーとして使用し、
REFCLKのIn-band（オフセット周波数の低いところ）の位相ノイズ特性を
改善するために、VCXOを用いて、PLL1のループ帯域を境に位相ノイズ特性を
REFCLKからVCXOへ載せ替えると考えて頂ければ良いと思います。
同様にPLL2のループ帯帯域を境にVCXOからVCOの位相ノイズ特性に載せ替えます。

一例として、評価ボードに採用されているEpson VG-4513CA-122.8800M-GFCT3を
使用した際の、クロック出力位相ノイズ特性がUser Guideに示されていると思いますので、
そちらをご参考ください。

もちろん、位相ノイズ特性の悪いVCXOを使用すれば、クロック出力の位相ノイズは悪化します。
選定の際は位相ノイズ特性を重視してください。

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以上、よろしくお願い致します。

[astro383参加者]

ご確認有難うございます。ご回答の内容から 次の様に理解しましたが正しいでしょうか。お手数をおかけいたします。

通常の使い方は ｢電源起動 → レジスタ設定 → 意図通りの動作（正常動作）｣の順となり、Default Startup Clocks(電源起動時のClock出力)の順番 [1]->[2]->[3] における　[1]は 内蔵VCOのFreeRun動作にて 110MHz(typ)となり、OSCin からのClock入力は不要であるが、[2]と[3]では OSCin からのClock入力が必要となる。そのClockが通過する回路は レジスタ初期値に従い動作する。
[1] CLKOUT4：内蔵VCO周波数/25、LVDS出力
[2] CLKOUT3：外付けVCXO 周波数（OSCIN周波数）、LVCMOS出力
[3] OSCOUT：外付けVCXO 周波数（OSCIN周波数）、LVDS出力

上記[3]の後に 通常の使い方にあります レジスタ設定に進むと認識しております。
また VCXOの選定には 位相ノイズ特性を重視する旨 承知しました。

[Kawai従業員]

はい、基本的にご認識の内容で問題ございません。

Default Startup Clock のCLKOUT3, CLKOUT4, OSCOUTに出力順の定義はございませんので、
その点はご了承ください。

引き続き、ご検討の程よろしくお願い致します。

[astro383参加者]

ご確認有難うございました。出力順の定義はない旨 承知しました。引き続き検討を進め 適宜 質問させていただきます。

[投稿者]

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