【经验】时钟发生器SI5345A-D-GM输出频偏过大问题的案例分析

时间： 2019-12-07 来源：世强

技术问答

我们都知道，SI5345A-D-GM是SILICON LABS推出的一款支持高达10路差分输出的高性能抖动衰减器，同时，SI5345A-D-GM也是一款时钟发生器，这是因为他外置XO或者Crystal，可以以自由振荡模式工作，避开锁定的输入端，直接锁定XA/XB端口的参考晶振时钟。这种工作方式的好处也是显而易见的，可以很好的利用SI5345A-D-GM抖动衰减器中的高性能DSPLL锁相环路，产生比一般模拟环路更高抖动性能指标的时钟信号，毕竟通常模拟锁相环时钟发生器的抖动性能一般都超过一两百fs，而使用SI5345A-D-GM的自有振荡模式下产生的时钟可以达到100fs以内。对于某些需要上电就输出的时钟芯片来说性价比极高。

但是使用SI5345A-D-GM以自由振荡模式产生高性能时钟，也需要注意，最近有个工程师在以SI5345A-D-GM作为时钟发生器时，出现了输出时钟精度指标变差的问题，我们一起来看看是什么原因导致的频偏过大问题。

先看用户测试的结果，该用户用48MHz的无源晶体，以自由振荡模式工作时，其输出的156.25MHz输出抖动为71fs，在指标范围之内，但是其频偏精度达到了50 ppm，而客户的该48MHz晶体规格书显示器频偏仅为20 ppm，锁相环工作时（自有振荡也是锁相环模式，只是锁定的源是XTAL而不是input），是不会改变其晶体的精度，也就是输出和输入的精度基本一致。很明显，这个频偏是相对中心频率偏大了30 ppm，进一步分析，引起振荡器输出频率增大的原因（正频偏）一般是其负载电容偏小，一般情况下，增大负载电容会使振荡频率下降，很明显是用户的负载电容有问题，进一步检查用户的规格书，发现其规格书负载电容是6~10 Pf可选（根据料号），初步推测其负载电容很可能不是8Pf，我们推荐手册规定的负载电容是8 pF，直接让客户更换8 pF负载电容的晶体，再次测试输出时钟，其频偏为15 ppm，输入输出基本一致，说明前面就是负载电容不匹配的问题。

图1 SI5345A-D-GM的外置晶体推荐负载电容

这虽然是个小问题，但是值得用户引起注意，一般选择外置晶体时，只要使用规定参数的参考晶体，SI5345A-D-GM内部已经做好了匹配（包括芯片内部寄生电容等参数），无需外置负载电容。

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