Silicon Labs ((芯科实验室有限公司,简称Silicon Labs)) TIMING 产品推出市场以来,因其优异的去抖性能、灵活的任意频点的配置、比竞争对手缩短一半的交货周期而获得广泛的应用。Silicon Labs 专利DSPLL技术作为每一款Silicon Labs TIMING 产品的核心,使Silicon Labs产品具有了超越竞争对手的优异性能。下面将详细介绍DSPLL 的原理和特点。
1. DSPLL 的原理
这项技术运用DPS 高速运算替代通常采用的分离器件搭建的锁相环滤波电路。由于不需要外接器件,单板的噪声对锁相环影响降低到最低。这项数字技术能够在温度,电压变化和外围MCU不同的情况下提供高度的稳定性和一致性。下图是DSPLL 一个简单功能框图。
DSP运算处理 Phase Detector 的相差脉冲,产生一个数字频率控制字M 来调制一个数字控制的时钟DCO。数字分频器N1,N2,N3 都有很大的范围,这样可以是在一个输入频率下,产生近似任意频率的输出。具有DSPLL技术的窄环路带宽产品(Si5316, Si5319, Si5323, Si5326, Si5366, and Si5368) 提供超低的输出抖动和极强的抖动衰减性能。对于那些需要多路低抖动时钟频率转换的应用,宽环路带宽的产品(Si5322, Si5325, Si5365, and Si5367) 是一种很好的选择。
2. DSPLL带来的优势
(1)极低的输出抖动 0.3ps RMS 抖动。
(2)宽范围的输入频率和输出频率。
输入频率:2KHz-710MHz
输出频率:2KHz-1.4GHz
由于数字分频器都有很大的范围,才能保证宽范围的输入和输出频率。在搭建复杂的时钟系统的时候,特别是作为一个时钟平台,应用在各种场合,只需要改变软件和pin的管脚配置就可以完成,而竞争对手的芯片,就需要改变芯片的型号,重新进行设计。
(3) 可调的环路带宽。 60Hz-8.4KHz,采用DSP 技术来做PLL的低通滤波器,带来一个非常大的好处就是可以通过改变寄存器来调节环路带宽,适用于多种信号质量的环境。
(4) 极低的相噪指标。 采用芯片内部集成滤波器,可以有效的降低来自单板的噪声干扰。
(3) 集成度高,简化了锁相环的设计和布板
传统的锁相环芯片,需要客户自己来设计低通的滤波器,还要做好低通滤波器的EMC 的防护措施,布板的时候也需要特别的注意。由于Silicon Labs PLL外围基本上没有什么器件,仅有一个作为reference 的时钟输入。芯片的设计有DSPLLsim软件完成配置,布板没有强制性要求。
3. 基于DSPLL技术的XO和VCXO介绍
(1)Silicon Labs XO和VCXO 的特点
——极低的输出抖动和PSRR:
Si53x/5x/7x: 0.3 ps rms (12 kHz to 20 MHz)
Si59x: 0.7ps rms (12 kHz to 20 MHz)
——迅速的交货周期:2-4周
——内置电源滤波器,使得信号附近抖动减低至竞争对手的1/3.
(2)Silicon Labs XO和VCXO 与竞争对手的比较
|
Silicon Labs Si5xx |
Inverted Crystal/HFF |
SAW |
精度 (failure rate) |
Best |
Fair |
Fair |
机械健壮性 |
Yes |
No |
Yes |
老化 (ppm/yr typ) |
1 |
5 |
10 |
温度稳定性 (±ppm typ) |
20 |
25 |
100 |
可调线性度 (% from BSL typ) |
1 |
15 |
5 |
(3) Silicon Labs XO和VCXO 产品系列介绍
XO 系列:
Part Number |
Frequency |
Frequency Range (MHz) |
Jitter (ps RMS typ) |
Total Stability (±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage (V) |
(°C) |
Package (mm) |
Si530/531 |
Single |
10 to 1417 |
0.3 |
20 31.5 61.5 |
CMOS LVPECL CML |
3.3 2.5 1.8 |
-40 to 85 |
5 x 7 |
Si532/533 |
Dual |
|||||||
Si534 |
Quad |
|||||||
Si590/591 |
Single |
10 to 525 |
0.7 |
30 50 100 |
VCXO:
Part Number |
Frequency |
Frequency Range (MHz) |
Jitter (ps RMS typ) |
Kv Options (ppm/V) |
APR (±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage (V) |
(°C) |
Package (mm) |
Si550 |
Single |
10 to 1417 |
0.5 |
33, 45, 90, 135, 180, 356 |
12 to 375 |
CMOS LVPECL CML |
3.3 2.5 1.8 |
-40 to 85 |
5 x 7 |
Si552 |
Dual |
||||||||
SI554 |
Quad |
||||||||
Si595 |
Single |
10 to 525 |
0.7 |
45, 95 125,185, 380 |
15 to 370 |
I
Part Number |
Type |
(MHz) |
Tuning Resolution |
Jitter (ps RMS typ) |
Total Stability (±ppm) |
Total APR (±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage (V) |
(°C) |
Package (mm) |
Si598 |
XO |
A: 10 to 525 B: 10 to 280 C: 10 to 160 |
28PPT |
0.7 |
30,50, 100 |
N/A |
CMOS LVPECL CML |
3.3 2.5 1.8 |
-40 to 85 |
5 x 7 |
Si599 |
VCXO |
0.7 |
N/A |
15 to 370 |
||||||
Si570 |
XO |
A: 10 to 1417 B: 10 to 810 C: 10 to 280 |
80PPT |
0.3 |
31.5, 62.5 |
N/A |
||||
Si571 |
VCXO |
0.5 |
N/A |
12 to 375 |
有关Silicon Labs Timing产品的详细资料和技术支持,请联系Silicon Labs授权代理商世强电讯。
Package
(mm)
Si530/531
Single
10 to 1417
0.3
20
31.5
61.5
CMOS
LVPECL
LVDS
CML
3.3
2.5
1.8
-40 to 85
5 x 7