【应用】Si5380超低相位噪声时钟发生器成无线微蜂窝基站解决方案新宠

时间： 2019-07-10 来源：Silicon Labs

技术问答

SILICON LABS在高性能时钟解决方案销售方面有着超过10年的经验。Silicon Labs的Si5380解决了无线产业一个日益严峻的挑战，那就是爆炸式增长的数据流量。无线产业部署更多的无线覆盖使用微蜂窝地址数据需求高的地区。微蜂窝基站正因无线服务供应商而快速增长，但设计该类基站的挑战也是明显的，因为它们必须足够小。“小”意味着减少印制电路板占用面积，费料少，以及成本低。同样，因为微蜂窝基站必须放置于屋顶或者悬挂于建筑物外侧，或者有时放在密闭空间内，因此，无论温度冷热，工作与否，他们的性能必须不因温度变化而改变。

级联PLL成绝响， Si5380变新宠

当前，微蜂窝基站的定时和同步元件还是传统的，基于模拟的解决方案，也就是级联数字锁相环(PLL)。新型Si5380超低相位噪声时钟发生器革命性的改变了旧的解决方案。级联PLL解决方案印制电路板占用面积大，功耗高，且易于受到来自电源或者震动的噪声源的影响。

图1：级联PLL电路图

新型Si5380可减少66%的印制电路板占用面积，降低30%的功耗，并且对电源噪声和震动影响不是那么敏感。我们使用来自Silicon Labs的突破性的架构，DSPLL，来实现这一目标。

图2：DSPLL 架构

为何Si5380优于级联PLLs

你也许会想到，DSPLL使用获得专利的数字技术，来调谐集成的VCO循环（压控晶振）。但你想不到的是，Si5380的四代DSPLL技术提供了12路可完全编程的参考时钟，可实现高于兆分之一的精确度。换句话来说，使用12个可编程输出的122.88 MHz 的LTE频率，误差将会小于0.00012288 Hz，这一数字是极好的。

更进一步来说，在应用中真正重要的相位噪声性能方面，Si5380的表现比市面上其他任何现有的解决方案（包括印制电路板占用空间更大，功耗更高，灵活性更低的级联PLLs）都要好，而且更加可靠。Si5380能够替代级联PLLs几乎所有的外部元件，包括昂贵的压控晶体振荡器（VCXO）、分立环路滤波器等。

我们的应用工程师测量了一系列的微蜂窝基站，来比较级联PLL和Si5380对印制电路板占用面积方面的要求。Si5380平均减少了187 mm2的印制电路板占用面积，这大约是骰子一个面的大小。

图3：Si5380和级联PLLS的印制电路板占用面积

从功耗的角度来说，Si5380比级联PLLS的功耗约低1/3。对于微蜂窝基站来说，这样的功耗降低意味着将过热的基站变为多年都无需过分维护的基站。

图4：Si5380和级联PLLs的功耗

微蜂窝基站常常与发出噪音的工业设备在一起，比如HVAC和制冷设备。来自这些设备的任何震动都会影响到级联PLL内的精确，昂贵的VCXO（2到4美元）。但这不会影响Si5380，它使用标准的，低成本的晶体（0.20到0.30美元）来提供频率参考。所以可以说，即使把Si5380放在震动的设备附近，系统的参考时钟仍然稳如磐石。

更进一步:

Si5380第四代DSPLL是简便性，性能和集成性的巅峰。你可以在你的实验室里使用简单的桌面或iPhone软件配置12路灵活的输出，并且立刻享受到它的低功耗，小封装和高性能。Silicon Labs突破性的创新和简单的设置让你的生活更轻松。

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乱舞春秋 Lv5. 技术专家 2018-01-19

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