【经验】论开启OFF检测功能对SI5347高性能抖动衰减器的重要性

2017-07-31 世强 火芯人

SI5347Silicon Labs公司推出的基于第四代DSPLL技术的高性能抖动衰减器产品,SI5347支持8kHz~712MHz之间任意频点输入,同时支持任意频点、任意电平格式的时钟合成输出,工程师使用SI5347可以使用ClockBuilder Pro软件进行频率配置,配置完成后直接导出寄存器由上位机直接下载到芯片即可工作。由于SI5347的优良性能,高精度抖动衰减器SI5347正在被大量运用于运营商互联设备。


工程师使用SI5347作为去抖时钟发生器,发现有一个奇怪现象,当SI5347未使能OOF监测功能时,无输出时钟,输出全是低电平,但是使能OOF,输出时钟信号则完全正常。


测试条件:选择IN0输入698M,并配置DSPLLA环作为IN0追踪锁相环,选择OUT1输出去抖时钟信号,测试时首先下载开启OOF检测的工程版本,芯片上电初始化后,检测对应的XAXB、输入LOS、输入OOF、输出LOL、HOLDOVER/FREE RUN状态指示寄存器,发现各个状态指示寄存器都正常无告警;关闭OOF使能寄存器(对应0X3F和0XB48),使得芯片进入到关闭OOF状态,再次检查上述状态指示寄存器,没有XAXB、输入LOS、输入OOF、HOLDOVER/FREE RUN告警,但是显示LOL失锁告警。从寄存器反馈来看,上电是进入free run,实测有174M输出;关闭OOF检测后,显示没有进入free run,示波器检测OUT1输出为低电平。


对于输出为低电平,可以这样解析,因为输出默认是低电平,如果DSPLLA没有进入锁定状态或者free run、holdover状态,输出会默认为低电平(如下图1所示)。


图1:输出电平配置


对于OOF应用问题,可以做如下分析:

1)在OOF使能的情况下,由于输入时钟为698MHz,因此LOS不报警,但是其输入频率远远偏移了预期的174.7MHz,超过了设定的100ppm频偏门限,因此导致OOF报警,由于没有合法的输入源,所以进入Free run模式。


2)在OOF关闭的情况下,由于输入时钟为698MHz,因此LOS不报警,OOF功能禁用导致OOF不报警,进而698MHz被认为是一个合法的输入源,因此不会进入Freerun模式,而是进入捕获模式(Lock Acquisition),但是由于输入时钟698MHz与期望时钟174.7MHz偏差巨大,因此PLL在很长的时间内不能跟踪到这个输入信号,跟踪时间长短依赖于环路带宽的大小等因素,以环路带宽步进跟踪。


从上述分析来看,开启OOF检测非常重要,不开启OOF检测功能时,如果输入信号已经达到OOF告警条件,会使得DSPLL一直错误的搜索追踪输入信号,导致锁相环长期处于校准状态,无法正常锁定。因此,建议工程师使用SI5347时,首先要开启OOF检测功能,如果工程师有特殊输入需求,可以增加OOF的门限值,以获得稳定时钟输出。


相关技术文档:
Silicon Labs Si5346/Si5347去抖时钟发生器 数据手册 详情>>>


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