可編程時鐘振蕩器驅(qū)動系統(tǒng)，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(zhuǎn)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(xiàn)形式。常時鐘抖動的可見的影響是，在系統(tǒng)的其它地方，如耐受性降低不可避免信道噪聲，這會發(fā)生作為采樣窗口縮小和ISI的眼圖閉合。抖動和整個系統(tǒng)的性能之間的聯(lián)系，有時很難判斷，并經(jīng)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(fù)雜化。振蕩器抖動還設(shè)立了相位噪聲地板，以dBc / Hz的，功德(FOM)的數(shù)字測量這是很重要的應(yīng)用，如高性能的接收器通道或雷達系統(tǒng)。

當匹配時鐘發(fā)生器抖動規(guī)范的應(yīng)用程序，這是最好看什么標準(如果有的話)，在業(yè)界樹立了該應(yīng)用程序(如IEEE 802.11x的)，讀了相關(guān)的應(yīng)用程序應(yīng)用筆記，并仔細研究隨著它的測試條件和腳注數(shù)據(jù)表。

實例表明多元化的產(chǎn)品

兩個時鐘振蕩器/發(fā)生器IC家庭展示如何這個基本功能已經(jīng)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(yīng)用，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，基站，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和廣播視頻系統(tǒng)，單板計算機進行數(shù)據(jù)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(shè)計裕度和系統(tǒng)級性能。不同于傳統(tǒng)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(chǔ)的方法使晶體諧振器提供卓越的頻率穩(wěn)定性和可靠性。此外，DSPLL時鐘合成提供優(yōu)越的電源噪聲抑制，簡化產(chǎn)生低抖動時鐘中通常存在于通信系統(tǒng)的噪聲環(huán)境的任務(wù)。

類似地，供應(yīng)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(yīng)商以各種用戶規(guī)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(wěn)定性;注意，規(guī)格，包括抖動會根據(jù)這些設(shè)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(shè)置為用戶命令)的應(yīng)通過兩個控制引腳出現(xiàn)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(nèi)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(diào)用隨時四個中的任何一個選擇的四個輸出頻率設(shè)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(yīng)商提供了許多抖動規(guī)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(dǎo)體PE33241它的目標無線本地環(huán)路(WLL); RF頻率生成; L，S和C波段合成器;和時鐘恢復(fù)在通信系統(tǒng)中，移動終端，遙測，雷達，和便攜式收音機(圖5)。此整數(shù)N鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器的低相位噪聲的應(yīng)用程序可以使用10/11預(yù)分頻器模量和4 GHz的5/6分頻系數(shù)(后者模量的選擇提供稍好規(guī)格達到5千兆赫)。這確立輸出頻率的計數(shù)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(dǎo)體圖片

圖5：從Peregrine半導(dǎo)體的PE33241提供根據(jù)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(tǒng)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(yīng)用編程可能很困難。出于這個原因，供應(yīng)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(wěn)定的低噪聲基準源(圖6)時表現(xiàn)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(nèi)層(ε R = 4.80)的材料。的12密耳(0.30毫米)厚的內(nèi)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(dǎo)體EK33241-13的圖像

圖6：該設(shè)備提供低噪音，高性能指標進入GHz頻譜是具有挑戰(zhàn)性的評估和整合到整個系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)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(xiàn)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(yīng)商，代工，甚至在現(xiàn)場完成)，甚至完全可調(diào)。關(guān)鍵參數(shù)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(tǒng)的性能。