【经验】如何利用时钟发生器free run模式规避通信系统输入频偏过大

时间： 2017-10-13 来源：世强作者：火芯人

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Si534x系列时钟芯片是SILICON LABS公司的最新一代时钟芯片，具有优良的抖动抑制性能，不仅可以作为时钟发生器，也可以作为抖动衰减器，广泛应用于通信、电子工业、IOT等行业。

SI534X作为普通的时钟发生器使用时，往往运行于free run模式，也就是自由振荡模式。这时的时钟芯片内部DSPLL中只有一个锁相环工作，且直接锁定XA/XB的参考晶振（时钟）。

由于通信系统的特殊要求，一些通信系统要求系统设备上电后能够快速的使用，但是由于系统的特点及其通信业务的切换等因素，偶尔发现输入会在较长一段时钟内是非常不稳定的，比如较长一段时间内时钟频偏过大，这样由于DSPLL的捕获追踪特性，会不停的跟踪输入信号的变化，导致输出信号会随着输入信号的变化而变化。芯片上电稳定频率输出的要求就不能得到满足。

对于这种上电输入不稳定（频偏过大）的现象，其实是可以规避的，规避措施就是芯片的free run功能。如下一组时钟输入（图1）和输出（图2）。

图1

图2

这组频率计划要求上电OUT0/OUT1能有稳定的信号输出，但是实测时发现上电时DSPLLA环的输入IN0（25M）非常不稳定，在几分钟以内其输出频偏远超过OOF设置门限。实测中发现上电输入在几分钟的不稳定时间内，由于没有稳定的参考锁定数据源，DSPLL会一直紧紧跟随输入变化，不能进入holdover模式，OUT0/OUT1研究一直不停的跟随输入信号变化，不能稳定输出。

如何获得稳定输出，这时可以利用free run 模式巧妙的避开这段输入不稳定现象。可以将原频率计划改成如下输入模式（图3），同时将DSPLLA的输入源锁定在IN1（图4）。因为原频率计划没有使用IN1，那么将下述频率计划导入到芯片并上电后，DSPLLA会一直跟踪输入IN1，但是IN1没有使用，DSPLLA会自动进入free run模式，这样DSPLLA会锁定XA/XB的参考时钟，其对应的输出OUT0/OUT1的稳定度完全取决于XA/XB的参考钟，XA/XB的参考时钟都要求是非常稳定晶体或者温补晶振，所以OUT0/OUT1会一直以free run模式输出稳定的时钟。当IN0在几分钟稳定后，这样就可以通过寄存器切换，将DSPLLA的输入源切换成IN0，就避开了IN0的不稳定时间段，使得整个时钟芯片工作于稳定的状态。当然，切换时同时也注意调节Target Ramp Rate，调整切换相位变化，以获得稳定输出。

图3

图4

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