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时钟电路设计之抖动衰减时钟设计与应用技巧

2019年11月02日 文章来源:网络整理 热度:52℃ 作者:刘英

在这篇文章中,我将会介绍一个有趣的时钟芯片反馈装置。它可能意外发生,或作为尝试恢复或测试模式,但通常应该如所解释的那样避免。此外,了解Ouroboros时钟可能有助于在复杂的定时应用中解释一些奇怪的行为。在深入了解“Ouroboros”时钟之前,我们来看一下基本的时钟切换术语和标准输入时钟切换配置。欢迎点击阅读原文观看全文!

一些基本时钟切换术语

时钟芯片通常支持基于某些限定条件(例如LOSLoss of Signal))或OOFOut of Frequency)的条件,从一个输入时钟切换到另一个输入时钟。以下是最常用的术语:

自由模式

基于附加晶体或其他谐振器的输出时钟,或替代外部参考时钟。输出时钟的频率稳定性,漂移和抖动特性由芯片的晶振决定,与输入时钟无关。

保持模式

输出时钟基于所选输入时钟的历史频率数据,并且在输入时钟丢失并且没有有效的备用可用时使用。通常历史数据必须在一些最短时间内被收集,以被认为是有效的。频率精度与收集的数据一样好。

锁定模式

输出时钟频率和相位锁定到所选择的输入时钟,即正常操作。

标准输入时钟切换配置

考虑下图中的两个抖动衰减器时钟IC级联的图示。这可能用于额外的抖动衰减或优化频率的计划和分配。为了说明,这些设备被描绘为非常简化的Si5345框图。在该图中,IN0IN3提供给设备#1两个输入时钟。

在典型的应用中,一个时钟可以被认为是时钟,另一个被认为是辅助时钟。主时钟可能会从网络数据恢复,而辅助时钟则依赖本地振荡器。如果主时钟故障或被LOSOOF取消资格,则时钟芯片切换到辅助时钟。这通常旨在使下游设备保持运行。如果主时钟返回并且有效,那么根据所选择的选项,时钟IC可能会还原到它。

这里的推测是,只要这两个时钟中的任何一个存在,则在OUT0处产生有效的锁定模式时钟,从而向下游设备#2提供输入时钟。实际上,如果设备#1的两个输入时钟都丢失,则设备可以进入保持模式,如上所述,甚至是自由模式,并且仍然产生临时合理的输出时钟。

时钟电路设计之抖动衰减时钟设计与应用技巧

时钟配置

在标准应用中,下行时钟不反馈到上行时钟输入。相反,它们通常是上游独立稳定或数据导出时钟的缩放或抖动衰减版本。

但是如果我们尝试了如下图2所示的配置怎么办?在这种情况下,下游设备#2的输出之一被反馈到上游设备#1这可能是作为临时的备份时钟。

时钟电路设计之抖动衰减时钟设计与应用技巧

现在如下图3所示,当我们失去主时钟IN0时会发生什么?辅助或备用时钟IN3至设备#1依赖于设备#2的输出。请注意,这只是Device1输出的锁定版本。我们通常不会看到这种与一个设备的连接,但偶尔提出涉及2个设备的应用程序。

时钟电路设计之抖动衰减时钟设计与应用技巧

这是Ouroboros时钟配置。(是的,它听起来就像生活大爆炸的台词。)Ouroborus时钟配置的命名,是应为它的反馈类似于蛇追逐(或咬)它的尾巴的神话符号。根据维基百科,这个词来自希腊语“ourᔓbóros”,用于描述吞噬或吞咽见图4中的图示。它是古代的循环无穷符号,适用于此应用。

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