BAW-Oszillatorlösungen für optische Module

BAW-Resonatortechnologie

Das BAW ist eine Mikroresonatortechnologie, die die Integration hochpräziser und extrem jitterarmer Taktgeber direkt in Gehäuse ermöglicht, die andere Schaltungen enthalten. Im BAW-Oszillator wird der BAW-Resonator mit einem angeordneten Präzisionstemperatursensor, einem extrem jitterarmen Fractional Output Teiler (FOD) mit geringem Stromverbrauch, einem unsymmetrischen LVCMOS (LMK6C) und einem differenziellen LVPECL (LMK6P), LVDS (LMK6D) und HCSL (LMK6H)-Ausgangstreiber und einem kleinen Power Reset-Clock-Management-System, bestehend aus mehreren rauscharmen LDOs, integriert.

Abbildung 1-1 zeigt die Struktur der BAW-Resonatortechnologie. Die Struktur besteht aus einer dünnen Schicht piezoelektrischer Folie, die sich zwischen Metallfolien und anderen Schichten befindet , die die mechanische Energie limitieren. Der BAW-Resonator nutzt diese piezoelektrische Transduktion, um Vibrationen zu erzeugen.

Abbildung 1 Grundlegender Aufbau eines BAW-Resonators (Bulk Acoustic Wave)

BAW-Oszillator in optischen Modulen

Der BAW-Oszillator kann als Drop-in-Ersatz für Standardoszillatoren in vielen bestehenden optischen Modulsystemen verwendet werden. Die maximale Jitterleistung von 125 fs in den Differenzialvarianten (LMK6P/D/H) ermöglicht den BAW-Einsatz in optischen Hochgeschwindigkeitsanwendungen bis 800 G. Abbildung 1-3 zeigt das BAW-Oszillator-Phasenrauschverhalten bei 156,25 MHz. Der interne Fractional-Ausgangsteiler ermöglicht der Oszillatorfamilie LMK6 die Erzeugung beliebiger Ausgangsfrequenzen zwischen 1 und 400 MHz. Die in optischen Modulen am häufigsten verwendeten Frequenzen (156,25 MHz, 161,1328125 MHz, 312,5 MHz, 322,265625 MHz usw.) werden vollumfänglich unterstützt.

Abbildung 1-2 zeigt ein typisches Blockschaltbild für ein optisches Modulsystem. Der BAW-Oszillator wird hauptsächlich dazu verwendet, den integrierten SerDes im PAM4-DSP zu takten. Hier ist eine hochleistungsfähige Taktung erforderlich, um die maximale Datenintegrität sicherzustellen. Der BAW-Oszillator kann aufgrund seiner Flexibilität in Bezug auf Frequenz, Format und Spannungspegel auch für andere Taktanwendungen im gesamten System verwendet werden. Der BAW-Oszillator ist vollständig pinkompatibel mit den meisten Hochleistungs-Oszillatoren, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.

Abbildung 2 Typisches Blockschaltbild eines in optischen Modulen verwendeten BAW-Oszillators

Vorteile des BAW-Oszillators

Extrem niedrige RMS-Jitter-Leistung

Die Differenzialausgangsvarianten der LMK6-Familie bieten einen maximalen Jitter von 125 fs und sind damit die ideale Wahl für optische 800 G-Netzwerke und andere Hochleistungsanwendungen. Darüber hinaus erfüllt der LMK6H mit der HCSL-Ausgangsstufe alle PCIE Gen 1-6-Anforderungen. In Designs, in denen HCSL nicht erforderlich ist, erfüllt LMK6C/P/D alle PCIE Gen 6 -Jitter -Anforderungen.

Abbildung 3 BAW-Oszillator 156,25 MHz Phasenrauschleistung (normalisierter Spurs-Modus)

Flexible Lösungen

Die LMK6-Familie kann jede Ausgangsfrequenz zwischen 1 MHz und 400 MHz in 4 möglichen Ausgangsformaten (LVCMOS, LVPECL, LVDS und HCSL) mit einer Versorgungsspannung von 1,8 V, 2,5 V oder 3,3 V erzeugen. Mit DLE-Gehäusen (3,2 mm x 2,5 mm) und DLF-Gehäusen (2,5 mm x 2 mm) können Sie bei kompakten Platinendesigns Platz sparen. LMK6 BAW-Oszillatoren benötigen nur einen einzigen Kondensator zur Filterung der Stromversorgung, während Quarzoszillatoren bis zu vier externe Komponenten benötigen.

Abbildung 4 Vergleich des PCB-Platzbedarfs zwischen BAW- und Quarzoszillatoren