【选型】时钟抖动衰减器Si5395P的参考源推荐无源晶体TSX-3225，频率16~48MHz、频偏稳定度10 ppm

时间： 2020-02-21 来源：世强

技术问答

有线通信，特别是光纤数据通信一般传输的速率都很高，容易受外界因素干扰，通常为了保证通信误码率，要求同步参考时钟稳定性、相噪特性必须非常优秀。最近比较流行的PAM4（或4级脉冲幅度调制）被公认为是实现新一代线路速率的最高可扩展性多级信号协议，其对应的56G/112G PAM4 SerDes接口已经广泛用于各种数据通信设备中，成为下一代高速接口的典型代表，用以支持更高带宽的100G+以太网和光网络设计。

作为新一代高速接口，56G/112G PAM4 SerDes高速接口对参考时钟要求更高，其典型要求是：12kHz~20MHz的RMS Jitter；抖动指标在100fs以内，而SILICON LABS的Si5395P就是这么一颗完全支持56G/112G PAM4 SerDes时钟设计的高性能时钟抖动衰减器。Si5395P通常要输出56G/112G PAM4 SerDes常用的参考时钟（156.25MHz、312.5MHz、625MHz等频点），对参考时钟的要求同样很高，它直接与内部VCO一起工作，提供参考源，VCO作为芯片反馈、分频环路的时钟源，全程参与频率合成和消抖功能，同时这个参考时钟还作为自有振荡和保持模式时的时钟源，性能要求特别苛刻。

通常Si5395P可以提供内置XTAL或者外置晶振，有部分用户习惯使用外部XTAL作为参考源，以便后期调整。如上面所述，这个XTAL的选择对Si5395P特别重要，由于切割工艺、材料、封装等各种参数影响，各个晶体厂家的产品性能本身存在很大的差异，尤其对于用56G/112G PAM4 SerDes通信时钟设计的Si5395P芯片来说，其参考晶体选择必须更加注意。我们来看其时钟需求，要求频点48MHz、基频、小封装（建议）、±10 PPM稳定度（越低越好）、8 pF负载、工温，当然还有考虑长期稳定性。

这里我们推荐使用ESPON的TSX-3225 无源晶体作为Si5395P的参考时钟源。EPSON是全球领先的晶振产品供应商，其晶产品由于性能过硬而在用户中一致获得好评。EPSON的晶振产品包括无源、有源、温补、恒温晶振等各种，涵盖了几乎所有的工业、通信市场。大部分EPSON晶振产品都是以直接提供时钟源的方式用在设备中。ESPON的TSX-3225产品已经非常成熟，已经在各个产品各种应用环境中都有成熟的应用，不会存在bug问题。TSX-3225频率范围16~48MHz，频偏稳定度为10 ppm，3225封装，基频晶体，负载电容可选8 pF，工作温度-40~85℃，均满足Si5395P的需求。长期稳定性也没有问题，目前已经在其它通信客户使用的时间超过几年，没有报过稳定性问题，相当成熟。

当然，我们还得实测其性能进一步佐证TSX-3225作为参考XTAL时Si5395P的抖动性能满足是否满足设计需求。Si5395P在12kHz~20MHz集成带宽的理论RMS Jtter最大为69 fs。在Si5395P评估板将外置的晶体换成48MHz的TSX-3225晶体产品，然后使用E5052B相噪分析仪进行实测。实测结果如下图1，从结果来看，其典型的RMS Jitter为67 fs，所测带宽内没有明显的Spur，性能完全达到设计指标。

图1 基于TSX-3225参考源的156.25MHz相噪测试图

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