【经验】浅谈任意频率低抖动振荡器内置晶体初始频率fxtal重要性

时间： 2019-07-29 来源：世强作者：火芯人

技术问答

Si570是一款任意频率低抖动振荡器（XO），具有0.3ps 的典型相位抖动，支持 10到1400 MHz 的频率定制或编程输出，由于其优良的性能，目前使用的客户越来越多。

有客户在使用Si570时，会经常碰到了一些应用问题，经过统计，发现这些问题多与Si570晶振初始频率fxtal有关，Si570数据手册提到fxtal频率典型值是114.285MHz，不过每一片Si570的内置fxtal频率其实是有差异的，其最大差异会在±2000 ppm范围内。

很多客户拿到Si570后，根据芯片的part number相关参数，直接使用“Programmable Oscillator Calculator”可编程软件计算需要编程的新输出频率，由软件计算得出新输出频率需要修改的寄存器，利用外部host主机直接烧写Si570晶振，获得输出频率。这样做的结果极有可能导致输出可频率频偏过大，导致设频率输出异常。下面以一组实验来说明。

实验一：将一个初始频率为10MHz、稳定度为20ppm的Si570晶振编程改变输出频率为644.53125MHz，通常做法是：直接使用“Programmable Oscillator Calculator”可编程软件，选择“不连接DEMO板”模式，根据可编程频率改写流程，会得出一组原始数据寄存器（RFREQ， HS_DIV， and N1），并由此得出对应的fxtal原始频率，并由此计算最终的频率改变寄存器。

实验二：将10MHz、20ppm对应的物料号Si570直接焊接到DEMO板，选择“连接DEMO板”模式打开“Programmable Oscillator Calculator”，根据可编程频率改写流程，会得出一组原始数据寄存器（RFREQ， HS_DIV， and N1），并由此得出对应的fxtal原始频率。具体如下：

可见，实验一和实验二得出的fxtal是不一致的，这是因为软件默认的fxtal一律设置成114.285MHz，其实每个Si570出厂时，即使是同物料号、同一批次的产品，也会因为工艺、切割等因素，导致fxtal不一致，不同的fxtal要获得同样的频率输出，其对应改变的寄存器时完全不一致的。将10MHz、20ppm的Si570改变频率为644.53125MHz输出时，如果千篇一律的使用实验一得出的统一的寄存器，极有可能会导致输出频率偏移过大问题。

为了获得稳定的输出，必须考虑每个Si570晶振的fxtal差异性，因此使用Si570编程输出时，必须严格按照改写流程，首先根据初始寄存器计算出每个Si570对应的fxtal，而不是利用“Programmable Oscillator Calculator”可编程软件直接得出需要的修改寄存器（“Programmable Oscillator Calculator”可编程软件只提供基本功能验证）。如果根据每一个10MHz、20ppm的Si570晶振，读取其原始的寄存器数据，获得当前晶振的fxtal，再改变频率，那么会得到稳定的644.53125MHz输出频率。

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duanmaxie Lv8. 研究员 2017-08-24

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Silicon Labs（芯科科技）用于Xilinx FPGAs的定时解决方案

型号- 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应用及方案 - SILICON LABS - 2017年07月17日 PDF 英文下载