实测前先做功课:这款3.2*2.5mm小封装1.5G差分晶振,高速设计选型可以冲

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实测前先做功课:这款3.2*2.5mm小封装1.5G差分晶振,高速设计选型可以冲

最近在调10G光口的同步时钟方案,之前选的差分晶振要么相位抖动不够,光口误码率降不下来;要么封装太大,高密度板上塞不下,刚好翻到泰艺新更的OA-M系列FASTXO手册,参数还挺亮眼,整理下给做高速时钟设计的兄弟们参考,省得大家选型的时候反复翻手册。

文件下载:OAEMDLLANF-100.000000.pdf


先划核心亮点,哪些场景能用得上

这款是工业级的差分输出晶振,我看完最直观的几个优势:

  1. 供电灵活:支持3.3V/2.5V两种供电,现在新出的FPGA、PHY很多都降成2.5V内核供电,不用额外加LDO转时钟供电,直接省了2颗料的BOM成本和板上空间
  2. 输出兼容全:LVPECL、LVDS两种差分输出可选,不管是接PHY的参考时钟,还是FPGA的全局时钟引脚,都不用额外做电平转换,布线省了很多事
  3. 频率覆盖宽:10MHz~1.5GHz全范围支持,千兆/万兆以太网、SAS/SATA存储、光纤通道、甚至智能电网的通信模块时钟需求,一个料号基本能覆盖,备货也省心
  4. 温宽够:-40℃~85℃工业级工作温度,工业、户外场景不用怕温漂超标的问题,还符合RoHS无铅要求,过认证也不用额外改料。

我自己是用来做10G PHY的250MHz参考时钟,做服务器底板、DSP/FPGA时钟供给、宽带接入设备的兄弟都可以关注下。


关键参数抠细节,设计避坑提醒

做高速时钟设计最在意的就是抖动、功耗、电平参数,特意把大家关心的点摘出来:

1. 相位抖动足够能打

整数模式下12kHz~20MHz积分相位抖动典型值只有0.6ps,最大值也才1.2ps,之前我踩过坑,用了最大抖动1.8ps的晶振,10G光口误码率一直卡在10e-9下不去,换了<1ps的才达标,这款的参数就算做25G链路的参考时钟都足够用。 给大家放个250MHz、3.3V供电下的典型相位噪声参考: 偏移频率 相位噪声典型值
1kHz -107dBc/Hz
10kHz -111dBc/Hz
100kHz -114dBc/Hz
1MHz -125dBc/Hz
20MHz -147dBc/Hz

2. 功耗和电平参数明确,匹配不用瞎算

  • 3.3V LVPECL供电最大电流50mA,2.5V LVDS供电最大才35mA,低功耗场景也能用,待机电流只有18mA,需要低功耗的可以接三态引脚关输出
  • 输出匹配直接按手册来就行:LVPECL输出接50Ω到VDD-2V,LVDS输出直接接100Ω差分端接,不用自己再算匹配电阻值
  • 启动时间最大10ms,做上电时序设计的时候留够余量就行,别比FPGA的时钟请求信号晚太多。

画板管脚注意点,别踩低级错误

封装是3.2x2.5mm的SMD,管脚定义给大家提几个容易错的:

  1. 2/3脚都是GND,接地一定要做好,铺铜多打几个过孔到主地,尽量降低地阻抗,不然会额外引入相位抖动
  2. 1脚是三态控制引脚,不用的话直接接高电平就行,要关断输出的话接0.3*VDD以下的电平就可以
  3. 6脚是供电引脚,就近放0.1uF+1uF的滤波电容,虽然手册说3.3V供电允许±10%波动,但实际设计最好把纹波控制在±5%以内,抖动表现会好很多。

最后说下可靠性

全温范围内的频率稳定性已经包含了25℃校准误差、温漂、供电波动、负载变化、首年老化、震动冲击的影响,工业级场景用完全没问题,不过要注意不是所有频率+输出+供电的组合都有现货,特殊需求可以找代理商申请定制。

我已经订了250MHz LVDS的样片,等打样实测完再给大家更实际的相位噪声测试曲线,你们最近做高速设计都在用什么型号的晶振?评论区聊聊踩过的坑?

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