Silicon新型Ultra Series™振蕩器可提高通信產品開發成功率
　　網絡與通信早已成為現代化社會構成的重要框架,而且影響生活和工作的方方面面,不斷的提高通信模塊的技術,是每個科技強國都積極參與的項目.除了通信本身的技術需要提高之外,周邊的一些產品也不容忽視,Silicon晶振公司長期與通信企業合作,提供高性能的石英晶體振蕩器,最新開發出來的Ultra Series™振蕩器系列,可以降低通信和網絡設備的開發風險.康華爾電子將為您詳細的介紹.
　　采用第四代DSPLL技術的新型振蕩器產品可應對25/40/50/100/400Gbps時序挑戰,隨著通信和數據中心應用過渡到更高的數據速率以支持快速增長的Internet流量需求,Ser Des參考時鐘性能變得越來越重要.如果參考時鐘抖動過高,則會導致無法接受的高系統誤碼率(BER),流量丟失或系統通信丟失.此外,56GPAM4PHY,100G/200G/400G以太網和100G/400GOTN需要多種頻率組合,從而進一步增加了時序復雜性.
高速通信和數據中心時序要求:
　　Silicon Labs最新Si54x-Ultra系列振蕩器產品專為這些要求苛刻的高速通信和數據中心應用而設計.這些高性能振蕩器提供任意頻率合成,80fs RMS的超低抖動,并提供標準的小尺寸貼片晶振尺寸.通過提供一流的抖動裕度和頻率靈活性,我們的Ultra系列使硬件設計師可以輕松地進行充滿信心和低風險的產品開發設計.

圖1.高速通信和數據中心時序要求

　　*注:直接根據參考時鐘或發送器眼圖閉合規格計算得出預算,即每個原始(FEC之前)BER要求閉眼50/50確定性/均方根值和33％/67％時鐘/發送器.

Ultra系列DSPLL架構

圖2.Ultra系列DSPLL架構

　　圖2概述了Silicon晶振的新型Ultra系列第4代DSPLL架構.與傳統的振蕩器方法不同,傳統的振蕩器方法要求復雜的批生產工藝和不同頻率的不同晶體,Si54x體系結構將簡單,高質量的固定頻率晶體與Silicon Labs的最新一代DSPLL結合在一起以產生任意頻率.在輸出測試期間,將設備編程并定制為目標頻率.使用這種創新方法,Si54x可以輕松進行批量定制,以滿足每個客戶的獨特需求.Si54x-Ultra系列支持200kHz至1.5GHz的任何頻率,從而使單個產品系列輕松支持標準和定制頻率應用.采用業界領先的55nm CMOS技術設計,第四代DSPLL利用高度數字化的架構來提供一流的頻率靈活性和抖動性能.DSPLL鑒相器的輸入從模擬轉換為數字,從而使DSPLL可以完全在數字域中工作.這種全數字化的方法有很多好處.
　　首先,可以以小于1ppb的步長精確控制數字振蕩器(DCO),以追蹤參考時鐘和反饋時鐘之間的相位延遲.DCO增益很小,因此與傳統的模擬PLL相比,該電路不易受到噪聲的影響.其次,DSPLL支持創新的相位誤差消除電路,該電路使用先進的數字信號處理來消除由于延遲,非線性和溫度影響而產生的PLL噪聲.這些架構特性可確保整個過程,電壓和溫度下的設備性能始終如一.結果,Silicon Labs的第四代DSPLL架構在整個工作范圍內提供了超低抖動.
超低抖動的頻率靈活性:
　　下圖顯示了Ultra系列抖動性能與工作頻率和溫度的關系.有兩種性能等級.Si545/6/7器件可提供典型值為80fsRMS(12kHz至20MHz)的相位抖動性能,而Si540/1/2晶振可提供典型值為125fs RMS(12kHz至20MHz)的抖動性能.鑒于其抖動性能,Si54x使抖動容限最大化,并使客戶放心設計.

圖3.Si54x-Ultra系列XO抖動性能與頻率的關系

集成電源噪聲調節:
　　第四代DSPLL具有廣泛的片上低壓差穩壓器網絡,可提供電源噪聲抑制功能,即使在嘈雜的系統環境中,也可確保始終穩定的低抖動操作.集成電源噪聲調節的另一個好處是簡化了電源濾波,PCB設計和布局.

圖4.集成的PSNR最小化加性抖動

　　除了標準的單頻振蕩器,還可以利用Silicon Labs的第四代DSPLL架構的雙頻和四頻振蕩器.這些器件可以用單個IC代替兩個或多個分立振蕩器,從而將BOM成本和復雜性降至最低.多頻振蕩器具有多個優點:
通過單個設備支持多協議SerDes
　　簡化的設置/保持時間測試
　　頻率裕度(例如156.25MHz+50ppm,156.25MHz,156.25MHz-50ppm)
　　簡化的原型制作.使用多頻振蕩器,以各種參考時鐘測試新的SerDes和ASIC.一旦選擇了最終頻率,便過渡到固定的單頻振蕩器.
　　單電源供電,提供多種格式選擇:
　　Silicon Labs的Ultra系列振蕩器具有高度靈活的輸出驅動器,可以在工廠定制以支持任何常見的信號格式:差分晶振輸出LVDS,LVPECL,HCSL,CML,CMOS和雙CMOS.此外,輸出驅動器支持較寬的電源電壓范圍.單個Si54x器件可以支持1.8V至3.3V的工作電壓,從而使單個部件號即可取代多個固定電壓的1.8V,2.5V和3.3V振蕩器.
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