【经验】OOF引起的高性能抖动衰减器SI5386失锁问题分析及解决

时间： 2020-12-26 来源：世强

技术问答

SILICON LABS推出的SI5386是基于第四代DSPLL技术的高性能抖动衰减器，是专门针对无线基站设备进行了特殊优化的无线时钟发生器，SI5386支持7.68MHz~750MHz之间任意频点输入，支持最高3GHz的差分时钟输出，同时具有消抖和任意时钟频点合成等功能，兼具有超低的抖动性能，集成LDO，支持多达5个时钟域，具备功耗相特性，再加上非常人性化的CBPro配置软件的支持，使得SI5386更加贴近用户的一线设计需求，目前已经在4G、5G等基站设备中获得了大量使用。最近客户在使用SI5386芯片时碰到一个关于OOF的应用问题，本文将该问题提出来，希望对各位工程师调试有所帮助。

有工程师近期使用SI5386作为无线时钟发生器时，碰到一个失锁问题，用户的本意是希望连续锁定所输入的时钟信号，但是却导致连续失锁。问题现象：用户选择IN输入245.76MHz（CBPro设置），实测时板子不能锁定，因为板子不方便读取相关寄存器数据，同时用户初步怀疑是板子可能有问题，改成将配置下载到SI5386评估板继续测试，发现问题依然存在，SI5386一直处于失锁状态，进而读取SI5386的寄存器状态，包括XAXB、输入LOS、输入OOF、输出LOL、HOLDOVER/FREE RUN状态指示寄存器的状态，结果发现存在OOF告警，是该告警产生的中断导致了SI5386的LOL（失锁），进一步检测输入频率的实际频点和初设频点，实际频点是245.78MHz，漂移了20kHz，算下来频偏远远超过了±500 ppm的OOF最大门限设置值，更不用说默认设置± 100 ppm的频偏告警门限，因此产生失锁。

很明显这是因为输入频点与设置频点不一致且频偏过大引起的失锁问题，但是因为245.76MHz本身是不是很准确，时钟频点存在一定的漂移现象很正常，如果要锁定这种时钟信号，其实也不是没有办法，要实现在一定范围内仍然可以锁定，就是不使能OOF告警（如下图）。关闭OOF告警，这样DSPLL会一直在一定的捕获带范围持续跟踪输入信号，这样就会持续锁定输入信号，即使输入时钟信号变化。实测关闭OOF使能后可以正常锁定输入信号。

图1 CBPro工具OOF配置界面

不过应用时需要注意，输入信号因为频偏告警的关闭，频偏和信号质量不可控，对于一些特殊的信号变化就会锁定可能会碰到一些问题，比如锁定时间边长或者可能导致再一次失锁，比如对于极短时间反复变化的信号，就可能因为锁定、失锁时间间隔过短会导致锁相环长期处于校准状态，无法正常锁定。因此在不使能输入信号OOF时，需要保证时钟信号的电气特性满足规格书需求，同时尽量在频偏相对稳定、变化速率相对较慢的时钟信号关闭OOF功能，且环路带宽尽量在保证性能的情况下适当加大，使得DSPLL可以有效锁定输入信号。正常情况下，还是建议打开OOF使能，保证对输入信号的有效监测，用户也可以适当调整OOF的门限值对一些较低频偏的时钟的跟踪锁定。

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