4-Gbit光纖通道數(shù)字時(shí)鐘晶振設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)
低抖動(dòng)晶振傳輸信號(hào)考慮因素適用于任何高速和高頻時(shí)鐘分配系統(tǒng),高頻晶振電子產(chǎn)品要低定時(shí)抖動(dòng),不僅抖動(dòng)特性差影響數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,但也可能導(dǎo)致失敗使用信號(hào)源作為參考的鎖相環(huán),因此,當(dāng)設(shè)計(jì)師接近項(xiàng)目時(shí)將一個(gè)高速數(shù)字應(yīng)用于程序,他們需要考慮各種信號(hào)完整性低速時(shí)不需要的規(guī)定應(yīng)用程序,規(guī)劃高速數(shù)字化的關(guān)鍵挑戰(zhàn)項(xiàng)目包括大限度地減少定時(shí)抖動(dòng),本文要提到的是高速數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)生成和分配工作.
在更高的速度,傳輸線和他們的組件表現(xiàn)不同他們以較低的速度做,產(chǎn)生這樣的信號(hào)完整性問題,如抖動(dòng),噪聲,反射和如果沒有正確指定和配置串?dāng)_,如果源要用作顯示時(shí)鐘參考,結(jié)果將是模糊的顯示,通常,時(shí)鐘晶振信號(hào)通過的速度越快過渡區(qū)域,系統(tǒng)抖動(dòng)越小生產(chǎn)(見圖1),減少排放,在高速應(yīng)用中,產(chǎn)生電磁干擾的可能性(EMI)急劇增加,FCC規(guī)定關(guān)于EMI降噪正在變得越來越多更快的數(shù)字速度更嚴(yán)格.

設(shè)計(jì)師需要解決傳輸?shù)忍匦跃€,差分信號(hào),信號(hào)幅度和諧波含量以最大化能量將被送到負(fù)載,從而減少能量排放量,確保穩(wěn)定,一般來說,越高規(guī)定的電子工作頻率你正在設(shè)計(jì)的系統(tǒng),越關(guān)鍵時(shí)鐘穩(wěn)定性是,時(shí)鐘性能不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致誤碼率增加,錯(cuò)誤無論是數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)還是錯(cuò)過的數(shù)據(jù)它們是本地或廣域系統(tǒng),傳輸線阻抗匹配,該整個(gè)傳輸?shù)淖杩购烷L度必須測(cè)量線并與每個(gè)線匹配終止,如果忽略阻抗匹配,可能發(fā)生發(fā)射,串?dāng)_和反射.
實(shí)現(xiàn)最佳系統(tǒng)性能的關(guān)鍵在高速應(yīng)用程序開始有效時(shí)鐘生成和分配的設(shè)計(jì)方法,簡而言之,設(shè)計(jì)師應(yīng)該采用一個(gè)解決各種時(shí)鐘生成的方法和分配組件一樣完整解決方案,而不是單個(gè)部分,小心關(guān)注選擇適當(dāng)?shù)慕M件和電路分配方法應(yīng)在項(xiàng)目的開始,牢記相互關(guān)系組件彼此之間,進(jìn)一步,考慮特征阻抗很重要的所有有源晶振和無源晶振元件隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展,操作頻率.
電源考慮因素,首要考慮因素這是為了確保時(shí)鐘無噪音,低電源消耗今天的要求也在增加更高速的系統(tǒng),正確選擇以下時(shí)鐘生成和分配組件是必不可少的(見圖2):1.石英晶體振蕩器及其輸出邏輯2.時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)程序,在某些情況下會(huì)包含啟用功能3.5V或3V電源的CMOS轉(zhuǎn)換器傳輸線(雙絞線,同軸電纜,PCB走線)本白皮書旨在幫助您制作有關(guān)這些時(shí)鐘生成的明智決定接近你的時(shí)候和分配組件下一個(gè)高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì).

石英晶體振蕩器和邏輯選擇選擇合適的晶體振蕩器是在高速應(yīng)用中至關(guān)重要,因?yàn)樗鼘⑻峁r(shí)鐘參考全時(shí)鐘分配系統(tǒng),通常是嚴(yán)格的晶體振蕩器應(yīng)用要求頻率穩(wěn)定性為±20ppm,快速上升并且下降時(shí)間小于600皮秒,低特征抖動(dòng)和正耦合發(fā)射極邏輯PECL差分輸出,頻率穩(wěn)定性將提供可靠的系統(tǒng)參考,而波形的快速上升和下降時(shí)間將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)抖動(dòng)低,(雖然飽和了可以引入快速上升和下降時(shí)間的過渡不需要的噪音,這種噪音將被取消使用差分信號(hào).)
晶體振蕩器質(zhì)量除了確保波形中的低抖動(dòng)外,設(shè)計(jì)人員應(yīng)確保抖動(dòng)最小化在振蕩器本身,這是通過選擇來實(shí)現(xiàn)的包含非常高Q值振蕩器,此外,晶體應(yīng)調(diào)整到振蕩器電路由振蕩器優(yōu)化制造商,因?yàn)檎袷幤魈匦噪S負(fù)載阻抗而變化和負(fù)載偏置電壓,重要的是指定正在使用的實(shí)際負(fù)載和通信設(shè)備,這對(duì)晶振供應(yīng)商來說時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)方面應(yīng)該是結(jié)構(gòu)性設(shè)備的對(duì)稱性,這反映在整體信號(hào)穩(wěn)定性更好.

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