——王浪 應用工程師
Silicon Labs ((芯科實驗室有限公司，簡稱Silicon Labs)) TIMING 產品推出市場以來，因其優異的去抖性能、靈活的任意頻點的配置、比競爭對手縮短一半的交貨周期而獲得廣泛的應用。Silicon Labs 專利DSPLL技術作為每一款Silicon Labs TIMING 產品的核心，使Silicon Labs產品具有了超越競爭對手的優異性能。下面將詳細介紹DSPLL 的原理和特點。
1． DSPLL 的原理
這項技術運用DPS 高速運算替代通常采用的分離器件搭建的鎖相環濾波電路。由于不需要外接器件，單板的噪聲對鎖相環影響降低到最低。這項數字技術能夠在溫度，電壓變化和外圍MCU不同的情況下提供高度的穩定性和一致性。下圖是DSPLL 一個簡單功能框圖。
DSP運算處理 Phase Detector 的相差脈沖，產生一個數字頻率控制字M 來調制一個數字控制的時鐘DCO。數字分頻器N1,N2,N3 都有很大的范圍，這樣可以是在一個輸入頻率下，產生近似任意頻率的輸出。具有DSPLL技術的窄環路帶寬產品(Si5316, Si5319, Si5323, Si5326, Si5366, and Si5368) 提供超低的輸出抖動和極強的抖動衰減性能。對于那些需要多路低抖動時鐘頻率轉換的應用，寬環路帶寬的產品(Si5322, Si5325, Si5365, and Si5367) 是一種很好的選擇。
2． DSPLL帶來的優勢
（1）極低的輸出抖動 0.3ps RMS 抖動。
（2）寬范圍的輸入頻率和輸出頻率。
輸入頻率：2KHz-710MHz
輸出頻率：2KHz-1.4GHz
由于數字分頻器都有很大的范圍，才能保證寬范圍的輸入和輸出頻率。在搭建復雜的時鐘系統的時候，特別是作為一個時鐘平臺，應用在各種場合，只需要改變軟件和pin的管腳配置就可以完成，而競爭對手的芯片，就需要改變芯片的型號，重新進行設計。
（3） 可調的環路帶寬。 60Hz-8.4KHz，采用DSP 技術來做PLL的低通濾波器，帶來一個非常大的好處就是可以通過改變寄存器來調節環路帶寬，適用于多種信號質量的環境。
（4） 極低的相噪指標。 采用芯片內部集成濾波器，可以有效的降低來自單板的噪聲干擾。
（5） 集成度高，簡化了鎖相環的設計和布板
傳統的鎖相環芯片，需要客戶自己來設計低通的濾波器，還要做好低通濾波器的EMC 的防護措施,布板的時候也需要特別的注意。由于Silicon Labs PLL外圍基本上沒有什么器件，僅有一個作為reference 的時鐘輸入。芯片的設計有DSPLLsim軟件完成配置，布板沒有強制性要求。
3． 基于DSPLL技術的XO和VCXO介紹
（1）Silicon Labs XO和VCXO 的特點
VCXO 和XO產品有任意定制頻率的單路，雙路，四路輸出系列。輸出頻率范圍10MHz-1.4GHz，可以任意定制。
——極低的輸出抖動和PSRR:{$page$} Si53x/5x/7x: 0.3 ps rms (12 kHz to 20 MHz)
Si59x: 0.7ps rms (12 kHz to 20 MHz)
——迅速的交貨周期:2-4周
——內置電源濾波器,使得信號附近抖動減低至競爭對手的1/3.
（2）Silicon Labs XO和VCXO 與競爭對手的比較
|
|
Silicon Labs
Si5xx |
Inverted Mesa
Crystal/HFF |
SAW |
|
精度
(failure rate) |
Best |
Fair |
Fair |
|
機械健壯性 |
Yes |
No |
Yes |
|
老化
(ppm/yr typ) |
1 |
5 |
10 |
|
溫度穩定性
(±ppm typ) |
20 |
25 |
100 |
|
可調線性度
(% from BSL typ) |
1 |
15 |
5 |
（3）Silicon Labs XO和VCXO 產品系列介紹
XO 系列：
|
Part Number |
Frequency |
Frequency
Range
(MHz) |
Jitter
(ps RMS typ) |
Total Stability
(±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage
(V) |
Temp Range
(°C) |
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 |
|
Si532/533 |
Dual |
|
Si534 |
Quad |
|
Si590/591 |
Single |
10 to 525 |
0.7 |
30
50
100 |
I2C 編程可以輸出任意頻點 XO/VCXOs:
|
Part Number |
Type |
Frequency Range
(MHz) |
Tuning Resolution |
Jitter
(ps RMS typ) |
Total Stability
(±ppm) |
Total APR
(±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage
(V) |
Temp Range
(°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
LVDS
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 |
■