——王浪 应用工程师
Silicon Labs ((芯科实验室有限公司，简称Silicon Labs)) TIMING 产品推出市场以来，因其优异的去抖性能、灵活的任意频点的配置、比竞争对手缩短一半的交货周期而获得广泛的应用。Silicon Labs 专利DSPLL技术作为每一款Silicon Labs TIMING 产品的核心，使Silicon Labs产品具有了超越竞争对手的优异性能。下面将详细介绍DSPLL 的原理和特点。
1． DSPLL 的原理
这项技术运用DPS 高速运算替代通常采用的分离器件搭建的锁相环滤波电路。由于不需要外接器件，单板的噪声对锁相环影响降低到最低。这项数字技术能够在温度，电压变化和外围MCU不同的情况下提供高度的稳定性和一致性。下图是DSPLL 一个简单功能框图。
DSP运算处理 Phase Detector 的相差脉冲，产生一个数字频率控制字M 来调制一个数字控制的时钟DCO。数字分频器N1,N2,N3 都有很大的范围，这样可以是在一个输入频率下，产生近似任意频率的输出。具有DSPLL技术的窄环路带宽产品(Si5316, Si5319, Si5323, Si5326, Si5366, and Si5368) 提供超低的输出抖动和极强的抖动衰减性能。对于那些需要多路低抖动时钟频率转换的应用，宽环路带宽的产品(Si5322, Si5325, Si5365, and Si5367) 是一种很好的选择。
2． DSPLL带来的优势
（1）极低的输出抖动 0.3ps RMS 抖动。
（2）宽范围的输入频率和输出频率。
输入频率：2KHz-710MHz
输出频率：2KHz-1.4GHz
由于数字分频器都有很大的范围，才能保证宽范围的输入和输出频率。在搭建复杂的时钟系统的时候，特别是作为一个时钟平台，应用在各种场合，只需要改变软件和pin的管脚配置就可以完成，而竞争对手的芯片，就需要改变芯片的型号，重新进行设计。
（3） 可调的环路带宽。 60Hz-8.4KHz，采用DSP 技术来做PLL的低通滤波器，带来一个非常大的好处就是可以通过改变寄存器来调节环路带宽，适用于多种信号质量的环境。
（4） 极低的相噪指标。 采用芯片内部集成滤波器，可以有效的降低来自单板的噪声干扰。
（5） 集成度高，简化了锁相环的设计和布板
传统的锁相环芯片，需要客户自己来设计低通的滤波器，还要做好低通滤波器的EMC 的防护措施,布板的时候也需要特别的注意。由于Silicon Labs PLL外围基本上没有什么器件，仅有一个作为reference 的时钟输入。芯片的设计有DSPLLsim软件完成配置，布板没有强制性要求。
3． 基于DSPLL技术的XO和VCXO介绍
（1）Silicon Labs XO和VCXO 的特点
VCXO 和XO产品有任意定制频率的单路，双路，四路输出系列。输出频率范围10MHz-1.4GHz，可以任意定制。
——极低的输出抖动和PSRR:{$page$} Si53x/5x/7x: 0.3 ps rms (12 kHz to 20 MHz)
Si59x: 0.7ps rms (12 kHz to 20 MHz)
——迅速的交货周期:2-4周
——内置电源滤波器,使得信号附近抖动减低至竞争对手的1/3.
（2）Silicon Labs XO和VCXO 与竞争对手的比较
|
|
Silicon Labs
Si5xx |
Inverted Mesa
Crystal/HFF |
SAW |
|
精度
(failure rate) |
Best |
Fair |
Fair |
|
机械健壮性 |
Yes |
No |
Yes |
|
老化
(ppm/yr typ) |
1 |
5 |
10 |
|
温度稳定性
(±ppm typ) |
20 |
25 |
100 |
|
可调线性度
(% from BSL typ) |
1 |
15 |
5 |
（3）Silicon Labs XO和VCXO 产品系列介绍
XO 系列：
|
Part Number |
Frequency |
Frequency
Range
(MHz) |
Jitter
(ps RMS typ) |
Total Stability
(±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage
(V) |
Temp Range
(°C) |
Package
(mm) |
|
Si530/531 |
Single |
10 to 1417 |
0.3 |
20
31.5
61.5 |
CMOS
LVPECL
LVDS
CML |
3.3
2.5
1.8 |
-40 to 85 |
5 x 7 |
|
Si532/533 |
Dual |
|
Si534 |
Quad |
|
Si590/591 |
Single |
10 to 525 |
0.7 |
30
50
100 |
I2C 编程可以输出任意频点 XO/VCXOs:
|
Part Number |
Type |
Frequency Range
(MHz) |
Tuning Resolution |
Jitter
(ps RMS typ) |
Total Stability
(±ppm) |
Total APR
(±ppm) |
Output Format |
Supply Voltage
(V) |
Temp Range
(°C) |
Package
(mm) |
|
Si598 |
XO |
A: 10 to 525
B: 10 to 280
C: 10 to 160 |
28PPT |
0.7 |
30,50, 100 |
N/A |
CMOS
LVPECL
LVDS
CML |
3.3
2.5
1.8 |
-40 to 85 |
5 x 7 |
|
Si599 |
VCXO |
0.7 |
N/A |
15 to 370 |
|
Si570 |
XO |
A: 10 to 1417
B: 10 to 810
C: 10 to 280 |
80PPT |
0.3 |
31.5, 62.5 |
N/A |
|
Si571 |
VCXO |
0.5 |
N/A |
12 to 375 |
■