【经验】Silicon Labs Si5332任意频率时钟发生器的电源噪声抑制PSNR评估

时间： 2019-03-25 来源：Silicon Labs

技术问答

电源噪声是影响时钟电路性能的重要因素，如常见的尖峰、波形失真以及较大的变化幅度等。另外，比较严重的还包括相位噪声。Si5332时钟芯片通过提供独立的稳压器调节与隔离措施，可明显的提高电源噪声抑制性能。Si5332为SILICON LABS推出的任意频率时钟发生器，适合用于高度集成的时钟输出解决方案，其输出频率可达333.33 MHz@175fs，312.5MHz@ 230fs，最多输出路数多达12路，提供I2C数据接口，具备灵活的系统内可编程性。Si5332通过片上电源噪声调节模块（以及内置LDO模块）提供了出色jitter性能指标，在一定程度上减少了外围组件布置降低了使用成本，而且实现了部分数字环路才具备的参数指标，从而保证了其在复杂干扰环境中，可以提供稳定、可靠的时钟信号。

下图1展示了PSNR（power supply noise rejection）参数测量的实验电路结构。电路中的AWG（任意波形发生器）用于噪声源幅度、频率的控制，该噪声通过偏置源形式耦合到DUT中。电路最后通过信号分析仪展示测量该噪声的表现，分析噪声影响、抖动参数等。具体评价参数指标PSRR (Power Supply Rejection Ratio)参考公式：

Ptone_in_dbm = Ptone – Pcarrier

PSRR = Ptone_in_dbm – Pnoise

其中，Pcarrier为信号分析仪检测到的载波功率，Pnoise则是代表AWG设备注入的信号

图1 PSNR参数测量电路结构

实际应用中，可根据Si5332的指导手册为其每个电源引脚布置两个滤波电容（1uF，0.1uF电容并联），借此可提高ESR指标，降低DC/DC噪声。在通常的开发设计中，抖动指标是选择时钟器件较为重要的关参数，高性能的抖动指标往往意味着较高的成本，选型时需注意区分器件的锁相环特性，相同的指标也会有不同的测试标准。一般的抖动可以分为短期性抖动与长期性抖动，比较常见的相位抖动（ Phase Jitter ）就属于长期性抖动。抖动源主要分定性的外部干扰与不可预测事件两种，针对外部定性干扰可以借助优异的优化电路与器件实现性能优化，对于不可预测引起的抖动处理则需要大数据的统计分析来实现。

图2 PSNR性能数据表@3.3 V

图3 PSRR参数指标

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