【应用】国产3225封装有源晶振AS5001助力PAM4光模块时钟设计，完全覆盖常用频点

时间： 2020-11-26 来源：世强

技术问答

在数据中心、5G移动回传等设备的强烈需求拉动下，相关的DCI互联、5G中传等设备获得了极大的发展，同时用于这些设备上的可以实现高速大容量传输的专用PAM4光模块也获得了较大的发展。与一般的NRZ光模块不同，PAM4光模块一般需要一颗DSP芯片（目前较成熟方案），以实现CDR、变速、码制转换等功能，也正是因为要实现上述功能，需要在DSP的外围加上一颗有源晶振作为同步时钟源。

PAM4光模块一般指50G、100G、200G、400G等高速率的客户侧光模块，一般这些PAM4光模块的需要外围DSP的参考时钟频点为156.25MHz、312.5MHz等频点，DSP内部有PLL对这些频点实现倍频，作为转换速率的随路时钟。目前使用较多的是156.25MHz有源晶振，出于光模块小型化的设计需要，该晶振要求封装越小越好，常用的有3225、2520等封装；同时出于散热的需要，要求其功耗越小越好，目前一般限制在70 mA以下；另外该晶振最重要的指标是RMS jitter，这个在12kHz~20MHz带宽范围内要求在360 fs以内（主流DSP需求），当然越小越好，但是实测这个jitter值在左右模块都能正常工作（包括高低温），因此出于性价比的要求，很多工程师在满足DSP参考时钟要求的情况下会考虑选择抖动稍差的产品。

本文推荐一款高性能的国产产品：南京益昂的有源晶振AS5001，首先是输出频点范围，这颗晶振输出频点最大可达350MHz，完全覆盖PAM4常用的156.25M、312.5M频点；封装为3225小封装，满足小型化设计需求，同时是标准规格，与其它品牌完全ptp直接替换；支持LVPECL、LVDS等主流格式，常用的LVPECL格式的功耗典型值在60 mA左右，满足常规设计需求，如果DSP摆幅满足要求，还可以选择更低功耗的LVDS格式输出；12kHz~20MHz集成带宽范围的RMS jitter实测为343 fs，也在主流DSP的要求范围之内。相对于常用的主流晶振，AS5001尽管RMS jitter稍差，但AS5001是全硅晶振，采用最新技术，可快速定制并提供样片，价格相对于主流品牌更低，性价比因此极高，在国产化的今天、半导体晶圆较为紧张的货期条件下，是PAM4光模块参考时钟源一个重要选择。

图1 AS5001相噪测试结果

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