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可编程时钟振荡器驱动系统,射频载波

作者: 时间:2018-08-15 来源:网络 收藏

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201808/386815.htm

抖动的效果的范围可以从上一个信号在A / D采样和D / A转换时间,“噪音”的错误,增加的BER(误码率),增加的符号间干扰,以及许多其他的表现形式。常时钟抖动的可见的影响是,在系统的其它地方,如耐受性降低不可避免信道噪声,这会发生作为采样窗口缩小和ISI的眼图闭合。抖动和整个系统的性能之间的联系,有时很难判断,并经常通过额外抖动的电路的非时钟份添加到所述时钟信号本身复杂化。振荡器抖动还设立了相位噪声地板,以dBc / Hz的,功德(FOM)的数字测量这是很重要的应用,如高性能的接收器通道或雷达系统。

当匹配时钟发生器抖动规范的应用程序,这是最好看什么标准(如果有的话),在业界树立了该应用程序(如IEEE 802.11x的),读了相关的应用程序应用笔记,并仔细研究随着它的测试条件和脚注数据表。

实例表明多元化的产品

两个时钟振荡器/发生器IC家庭展示如何这个基本功能已经演变成完全不同的部件。该Silicon Labs公司组成的Si5xx组合非常适合应用,从网络设备,基站,存储区域网络和广播视频系统,单板计算机进行数据通信和电信。可在100 kHz至1.4 GHz的频率,这些单路,双路和四路I2C可编程频率部分具有低抖动操作。例如,Si535提供相位抖动的0.19 ps的RMS的类型,增加了设计裕度和系统级性能。不同于传统的XO,其中需要为每个输出频率不同的晶体,所述Si535使用一个固定的晶体,以提供宽范围的输出频率。该IC为基础的方法使晶体谐振器提供卓越的频率稳定性和可靠性。此外,DSPLL时钟合成提供优越的电源噪声抑制,简化产生低抖动时钟中通常存在于通信系统的噪声环境的任务。

类似地,供应商的Si534是四频晶体振荡器,可以提供在任何频率的单个输出10至945兆赫和在选择的频率,以1400兆赫(图4)。它的目标是一般的无线和有线链路,并且由供应商以各种用户规范包括频率,电源电压配置(3.3,2.5和1.8伏),输出格式(CMOS,LVPECL,LVDS和CML),和温度稳定性;注意,规格,包括抖动会根据这些设置有所不同。在这种情况下,用户可以选择四个可用的频率(出厂设置为用户命令)的应通过两个控制引脚出现在该装置的输出端上的小的(5×7毫米)包8引线装置包括内部晶体。

Silicon Labs的XO的图像

图4:此Silicon Labs的XO包括一个整体的晶体;它通过与由客户,然后谁可通过两个控制线调用随时四个中的任何一个选择的四个输出频率设定的厂商装运。

典型初始精度为±1.5ppm的在25 C,而第一年的漂移为±3ppm的并且被认为是±10ppm的最大漂移超过20年。供应商提供了许多抖动规范,其中有相位抖动(RMS)的输出频率500MHz以上的0.25皮秒(典型值)和0.40皮秒(最大值),和典型的输出相位噪声在622.08兆赫-146 dBc的/赫兹(与LVPECL输出)。当在四个可能的时钟输出的切换建立时间为20毫秒最大。

另外值得一提的是Peregrine半导体PE33241它的目标无线本地环路(WLL); RF频率生成; L,S和C波段合成器;和时钟恢复在通信系统中,移动终端,遥测,雷达,和便携式收音机(图5)。此整数N锁相环(PLL)频率合成器的低相位噪声的应用程序可以使用10/11预分频器模量和4 GHz的5/6分频系数(后者模量的选择提供稍好规格达到5千兆赫)。这确立输出频率的计数器值是可编程的用户,可以通过它的串行接口或直接硬连线配置。相位噪声地板FOM为-230 dBc的/赫兹这个48引脚7×7毫米QFN器件。

PE33241由Peregrine半导体图片

图5:从Peregrine半导体的PE33241提供根据所选择的模量对用户可选择的输出为4或5千兆赫;极低的相位噪声楼FOM为-230 dBc的/赫兹,使得它与雷达,遥测,以及先进的移动无线电系统的一个不错的选择。

此IC的频率范围和高性能意味着评估和适当它在给定的应用编程可能很困难。出于这个原因,供应商提供了一个评估电路板用的USB接口(指定EK33241-13)用外部的,稳定的低噪声基准源(图6)时表现出最佳的相位噪声性能。在这些GHz的频率,无处不在的FR-4 PC板材料是不适合的,所以评估板包括四个层堆叠与罗杰斯4350B的两个外层(εR = 3.48)和FR406的两个内层(ε R = 4.80)的材料。的12密耳(0.30毫米)厚的内层提供接地平面用于RF传输线,对于62密耳(1.57毫米)共板厚度。

Peregrine半导体EK33241-13的图像

图6:该设备提供低噪音,高性能指标进入GHz频谱是具有挑战性的评估和整合到整个系统的设计,使百富勤提供了一个USB兼容的评估板,以方便工作。

摘要

时钟振荡器是一个系统的各个功能模块的“心跳”,以及他们的能力和缺陷正在建立最大可实现性能的最佳因素之一。有些功能只需要一个固定频率的时钟,而另一些则要求其中之一是固定的,但选择不同种类的选择(与选择的供应商,代工,甚至在现场完成),甚至完全可调。关键参数开始频率精度和范围,并延伸到漂移,建立时间和抖动。抖动有多方面的原因,可以合理地判断,在许多方面衡量,因此是最困难的因素进行评估,了解,并涉及到整个系统的性能。


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