【产品】去抖时钟发生器Si5345级联失锁问题的分析及解决

时间： 2020-08-04 来源：世强

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Si5345是SILICON LABS公司基于第四代DSPLL专利技术的新型去抖时钟发生器产品，配合Silicon Labs特有的MultiSynth频率合成技术，是实现同步以太网时钟树设计的最佳时钟。它最大支持10路差分输出（20路单端），支持ITU-T G.8262规定的同步以太网要求指标，支持OTN和高速相干光模块相关协议标准，在12kHz~20MHz集成带宽的RMS jitter可以达到95 fs，Si5345集成LDO，外部电路端接简单，配合CBPro极简的配置软件，一直受到各工程师的青睐。

由于有些特殊应用，很多工程师使用多片Si5345进行级联设计，以实现全时钟链路的全同步设计。级联设计其实是很普通的一种应用，但是不同的应用场景，在实际测试时会碰到一些很特殊的问题，本文就将介绍一则工程师实测时碰到的问题。

该工程师将25M作为第一片Si5345的输入源，并输出多路125M，之后将第一片的其中一路125M作为第二片Si5345的输入源，并输出多路PHY的参考时钟，因为源25M来自于其他器件的恢复时钟，会有几十到几百ppm的频偏误差，同时相噪也指标较差，为了实时跟踪锁定这种不稳定的源，将两片Si5345的OOF检测功能进行了关闭（也可以设置到最大500 ppm）。设备上电后实测，在25M没有输入时，第二片Si5345可以正常锁定，将25M源接入后，发现第一片Si5345锁定，但是第二片Si5345无法锁定片1输出的125M，继续将第一片Si5345的输入25M断开，第二片Si5345仍然无法锁定第一片Si5345输出的125M。

这里似乎有点矛盾，上电无25M输入时，第二片Si5345可以锁定第一片输出的125M，为什么第二次断开25M输入后，第二片Si5345却锁不定第一片输出的125M呢？这里其实是因为上电无25M输入源时，芯片是进入了free run模式，这时第一片的锁相环直接锁定XA/XB的参考源，稳定度会非常高（参考源本身精度高，性能好），输出125M的精度不会差，所以第二片Si5345可以锁定。但是在接入稳定度和相噪等较差的25M源后，输出125M是锁定这个25M的源，由于OOF等已经关闭，环路带宽都设置较宽，导致输出的125M的性能会非常差，在级联到第二片的Si5345输入源时，导致第二片Si5345无法锁定。这时即使断开第一片的25M输入源，Si5345会自动进入保持模式，保持锁定状态下的较差的125M时钟输出，所以无法锁定。

对于这种情况，问题可能是精度超过了第二片Si5345的锁相环跟踪范围，如果确定源25M的频偏精度，可以调整第一片的125M源输出，即通过DCO的如下调整，将频偏尽量拉回到中心频率附近。

图1 DCO模式调整

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