可編程時鐘振蕩器驅動系統,射頻載波
抖動的效果的范圍可以從上一個信號在A / D采樣和D / A轉換時間,“噪音”的錯誤,增加的BER(誤碼率),增加的符號間干擾,以及許多其他的表現形式。常時鐘抖動的可見的影響是,在系統的其它地方,如耐受性降低不可避免信道噪聲,這會發生作為采樣窗口縮小和ISI的眼圖閉合。抖動和整個系統的性能之間的聯系,有時很難判斷,并經常通過額外抖動的電路的非時鐘份添加到所述時鐘信號本身復雜化。振蕩器抖動還設立了相位噪聲地板,以dBc / Hz的,功德(FOM)的數字測量這是很重要的應用,如高性能的接收器通道或雷達系統。
當匹配時鐘發生器抖動規范的應用程序,這是最好看什么標準(如果有的話),在業界樹立了該應用程序(如IEEE 802.11x的),讀了相關的應用程序應用筆記,并仔細研究隨著它的測試條件和腳注數據表。
實例表明多元化的產品
兩個時鐘振蕩器/發生器IC家庭展示如何這個基本功能已經演變成完全不同的部件。該Silicon Labs公司組成的Si5xx組合非常適合應用,從網絡設備,基站,存儲區域網絡和廣播視頻系統,單板計算機進行數據通信和電信??稍?00 kHz至1.4 GHz的頻率,這些單路,雙路和四路I2C可編程頻率部分具有低抖動操作。例如,Si535提供相位抖動的0.19 ps的RMS的類型,增加了設計裕度和系統級性能。不同于傳統的XO,其中需要為每個輸出頻率不同的晶體,所述Si535使用一個固定的晶體,以提供寬范圍的輸出頻率。該IC為基礎的方法使晶體諧振器提供卓越的頻率穩定性和可靠性。此外,DSPLL時鐘合成提供優越的電源噪聲抑制,簡化產生低抖動時鐘中通常存在于通信系統的噪聲環境的任務。
類似地,供應商的Si534是四頻晶體振蕩器,可以提供在任何頻率的單個輸出10至945兆赫和在選擇的頻率,以1400兆赫(圖4)。它的目標是一般的無線和有線鏈路,并且由供應商以各種用戶規范包括頻率,電源電壓配置(3.3,2.5和1.8伏),輸出格式(CMOS,LVPECL,LVDS和CML),和溫度穩定性;注意,規格,包括抖動會根據這些設置有所不同。在這種情況下,用戶可以選擇四個可用的頻率(出廠設置為用戶命令)的應通過兩個控制引腳出現在該裝置的輸出端上的小的(5×7毫米)包8引線裝置包括內部晶體。
Silicon Labs的XO的圖像

圖4:此Silicon Labs的XO包括一個整體的晶體;它通過與由客戶,然后誰可通過兩個控制線調用隨時四個中的任何一個選擇的四個輸出頻率設定的廠商裝運。
典型初始精度為±1.5ppm的在25 C,而第一年的漂移為±3ppm的并且被認為是±10ppm的最大漂移超過20年。供應商提供了許多抖動規范,其中有相位抖動(RMS)的輸出頻率500MHz以上的0.25皮秒(典型值)和0.40皮秒(最大值),和典型的輸出相位噪聲在622.08兆赫-146 dBc的/赫茲(與LVPECL輸出)。當在四個可能的時鐘輸出的切換建立時間為20毫秒最大。
另外值得一提的是Peregrine半導體PE33241它的目標無線本地環路(WLL); RF頻率生成; L,S和C波段合成器;和時鐘恢復在通信系統中,移動終端,遙測,雷達,和便攜式收音機(圖5)。此整數N鎖相環(PLL)頻率合成器的低相位噪聲的應用程序可以使用10/11預分頻器模量和4 GHz的5/6分頻系數(后者模量的選擇提供稍好規格達到5千兆赫)。這確立輸出頻率的計數器值是可編程的用戶,可以通過它的串行接口或直接硬連線配置。相位噪聲地板FOM為-230 dBc的/赫茲這個48引腳7×7毫米QFN器件。
PE33241由Peregrine半導體圖片

圖5:從Peregrine半導體的PE33241提供根據所選擇的模量對用戶可選擇的輸出為4或5千兆赫;極低的相位噪聲樓FOM為-230 dBc的/赫茲,使得它與雷達,遙測,以及先進的移動無線電系統的一個不錯的選擇。
此IC的頻率范圍和高性能意味著評估和適當它在給定的應用編程可能很困難。出于這個原因,供應商提供了一個評估電路板用的USB接口(指定EK33241-13)用外部的,穩定的低噪聲基準源(圖6)時表現出最佳的相位噪聲性能。在這些GHz的頻率,無處不在的FR-4 PC板材料是不適合的,所以評估板包括四個層堆疊與羅杰斯4350B的兩個外層(εR = 3.48)和FR406的兩個內層(ε R = 4.80)的材料。的12密耳(0.30毫米)厚的內層提供接地平面用于RF傳輸線,對于62密耳(1.57毫米)共板厚度。
Peregrine半導體EK33241-13的圖像

圖6:該設備提供低噪音,高性能指標進入GHz頻譜是具有挑戰性的評估和整合到整個系統的設計,使百富勤提供了一個USB兼容的評估板,以方便工作。
摘要
時鐘振蕩器是一個系統的各個功能模塊的“心跳”,以及他們的能力和缺陷正在建立最大可實現性能的最佳因素之一。有些功能只需要一個固定頻率的時鐘,而另一些則要求其中之一是固定的,但選擇不同種類的選擇(與選擇的供應商,代工,甚至在現場完成),甚至完全可調。關鍵參數開始頻率精度和范圍,并延伸到漂移,建立時間和抖動。抖動有多方面的原因,可以合理地判斷,在許多方面衡量,因此是最困難的因素進行評估,了解,并涉及到整個系統的性能。
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