Silicon Labs的任意频率低抖动时钟发生器Si5332现在带有嵌入式晶体选项.康比电子本应用笔记将介绍将时钟发生器和晶体集成在一个封装中的好处.优势包括减少解决方案占用空间,减少组件数量,降低电路复杂性,缩短设计时间和提高系统性能.所有这些好处都来自于您对硅实验室计时产品的高质量和稳健的工程设计.
详细分析嵌入式晶振解决方案如何能够:
•减少组件数量
•降低电路复杂性
•减少董事会房地产
•提高系统性能
1.介绍
石英晶体谐振器是时钟发生器最受欢迎的反射器.它们干净的信号和廉价的制造证明它们的使用是合理的,即使这意味着印刷电路板中有额外的元件.随着最近更精确的封装制造技术,将晶体和有源电路管芯包含在同一封装中已经变得可行.对于Si5332嵌入式晶体选项,封装中包含外部供应商提供的高性能晶体.这带来了许多优势,例如缩短从晶体到时钟发生器芯片的参考输入路径,以及减小解决方案的尺寸.嵌入式晶体时钟发生器方法的实际意义,以及它如何促进时钟树的开发,将在以下章节中进行描述.
2.设计优势
时钟树是几乎所有现代高性能电子系统的基础模块.时钟树的复杂性和性能要求不断提高,使得时钟树在许多系统中成为一个关键的组件块.时钟树设计和实现中的错误可能会产生不希望有的甚至是灾难性的结果.细微的时钟树设计错误可能极难检测,测试和验证时钟性能所需的工具也不容易使用或容易获得.Silicon晶振公司型号Si5332的嵌入式晶体版本与ClockBuilderPrO(CBPrO)软件一起,可以显著减少许多时钟树设计的设计时间,工作量和复杂性.
2.1选择合适的晶体(晶体选择)
使用嵌入式晶体架构最直接的好处是你不再需要担心晶体了！为什么这是一个好处?因为晶体选择不是一项简单的任务.以晶体为时钟树的基础,选择错误的晶体可能成为许多系统问题的根源,如抖动增加,频率稳定性不可接受,频率下降或对机械冲击或振动的敏感性增加.选择合适的有源晶振需要了解选择标准,例如等效串联电阻(ESR),晶体切割,温度系数,负载电容,杂散电容,驱动功率,基波与三次谐波操作,频率稳定性和晶体老化等.它需要有经验的设计师来平衡所有因素,并为应用选择最佳晶体.嵌入式晶体Si5332利用了硅实验室在时钟生成和振荡器设计方面的丰富专业知识,以及与晶振厂家的密切关系.最终,通过使用嵌入式
crystal solution,您有可能消除系统中最重要,最复杂的一个模块中的主要错误源.
2.2减少物料清单,减少占地面积,简化印刷电路板布局
如果没有外部晶体和支持电容,物料清单组件数量会减少.图2.1显示了用于外部和嵌入式晶体的Si5332评估板的印刷电路板布局顶层.没有外部晶振意味着在复杂的贴片晶振布局或印刷电路板布局期间没有额外的时间花费在屏蔽上.全内部晶体和支持电路,以及硅实验室时钟发生器功能丰富的专业知识,比大多数竞争解决方案占用的空间更小.比较两种布局,嵌入式晶体解决方案使用的面积比外部晶体布局少.
图2.3.Si5332评估板与外部(左)和嵌入晶体(右)的并排照片.没有外部元件时,嵌入晶体占据的面积较小.
2.3没有痕迹,没有烦恼
没有外部晶振意味着不需要补偿晶振电路中的杂散电容,因为没有外部电路,杂散电容会导致频率误差.不需要印刷电路板模拟或参数提取来获得杂散电容值来调整负载电容补偿.没有晶体印刷电路板走线也意味着减少信号耦合或从其他机载或系统内电路“拾取”,从而在现实环境中产生更干净的时钟.
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