时钟芯片AD9523-1数据手册阅读

本文详细解读了AD9523-1时钟芯片的手册,重点关注PLL1和PLL2的工作原理,以及如何配置PLL输入输出、参考时钟、VCO校准和输出分频器。强调了在配置芯片时应关注的时钟频率范围和关键寄存器设置。

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手册是给多种人看的,不同类型的人员看的侧重点不一样。像我属于使用芯片配置编程的,前面很多参数略过,只需注意关心的时钟频率范围。因此要有目的性的看,而不是通篇读。

我是对照着AD9523-1的英文数据手册看的。

芯片特点:

两级PLL

14个差分输出时钟

通过串行接口对内置的EEPROM进行编码改变芯片配置

 

按照目录解读:

SPECIFICATIONS使用说明书

CONDITIONS工作条件

SUPPLY CURRENT工作电流

POWER DISSIPATION功率耗散

INPUT CHARACTERISTICS输入特性

OUTPUT CHARACTERISTICS 输出特性

TIMING ALIGNMENT CHARACTERISTICS时间对齐特征

……

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS绝对最大额定参数

其中涉及一些专业名词并不能看懂,上面这些基本可以略过。

 

需要注意的是一些口的输入输出的时钟范围、PLL1的VCO范围250MHz、PLL2的VCO范围2.94-3.1GHZ

 

PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS引脚配置及功能说明

这一部分包含了所有引脚的描述,并不是要你一个一个的看而是像查字典一样用到时查

 

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS典型性能特性

用曲线图表示输出信号各个参数之间的关系,我觉得可以略过

INPUT/OUTPUT TERMINATION RECOMMENDATIONS输入/输出终止建议

指需要加电容电阻来达到DC或AC耦合驱动,应该是给设计原理图PCB的人看的

TERMINOLOGY术语

关于时钟的专业术语,好像这几个术语对于配置时钟频率也没什么用

Phase Jitter and Phase Noise相位抖动和相位噪声

Time Jitter时间抖动

Additive Phase Noise加性相位噪声

Additive Time Jitter加性时间抖动

 

THEORY OF OPERATION工作原理,这部分要细读

PLL1 General Description

组成部分:phase-frequency detector (PFD)鉴频鉴相器、charge bump电荷泵、passive loop filter无源环路滤波器和external VCXO外部压控振荡器

很遗憾我本科没有接触过锁相环,再看了一下两篇才有了基本的认识:

https://wenku.baidu.com/view/3bc75a6fb84ae45c3b358cd4.html(看前半部分)

https://blog.youkuaiyun.com/zhang810413/article/details/2603545

 

PLL1 Reference Clock Inputs参考时钟输入

有两对可选差分参考时钟输入REFA REFA、REFB REFB,也可以用单端输入,另一端接地。

Register 0x01A配置用A还是B

 

PLL1 Loop Filter

不懂原理,配置电阻的

 

PLL1 Input Dividers

对输入参考频率进行分频1-1023,降低参考频率以适应PLL1通常需要的带宽是必要的。

 

PLL1 Reference Switchover

两对参考时钟频率的使用与切换。默认用A,若A失效用B;还能配置若A失效后又恢复了是接着用B,还是返回A。

Register 0x01C来配置

PLL1 Holdover

若参考时钟都失效,进入这个延期模式

PLL2 General Description

组成部分:an optional input reference doubler倍频器, reference divider参考分频器, phase-frequency detector (PFD), a partially integrated analog loop filter (see Figure 27), an integrated voltage-controlled oscillator (VCO),and a feedback divider反馈分频器。

VCO产生一个标称的3.0 GHz信号,其输出分压器的分频比率为3 4 5。

 

Input 2× Frequency Multiplier

如图27,对于上级PLL1有一个R2分频,然后一个x2倍频,但有利有弊

 

PLL2 Feedback Divider(N divider)反馈分频器

如图27里的虚线框,N=4xB+A,4是预分频,A值0-3,B值3-63,实际有一定约束参见寄存器0x0F1

 

PLL2 Loop Filter

配置电阻来减少相位噪声

 

VCO Divider M1 and VCO Divider M2

对VCO输出进行分频均可为3 4 5

 

VCO Calibration 压控振荡器校准

通过Register 0x0F3,Bit 1(默认值0)设置为 1进行校准,通过读Register 0x22D, Bit 0=1来确定正在校准中,若要保存EEPROM,先设置校准VCO比特为1然后再保存,以确保读取配置后自动校准。校准顺序:

只有在校准后才有输出。什么时候要校准:改变了PLL2的A,B或者PLL2的参考时钟或者其他需要校准的情况。

CLOCK DISTRIBUTION

意思就是可以有多个输出,谓之DISTRIBUTION。且每个输出还有一个单独的分频器1-1024。

### 如何阅读芯片数据手册中的AD相关内容 #### 数据手册的重要性 数据手册是理解硬件设备功能及其操作的关键文档。对于像AD9523-1这样的时钟芯片,其数据手册提供了详细的规格说明、电气特性以及应用指南[^1]。 #### 阅读重点 以下是针对AD系列芯片(如AD9523-1数据手册的具体阅读方法: #### 1. 芯片概述 首先查看数据手册的开头部分,通常会有一个章节描述该器件的主要特性和用途。这部分可以帮助快速了解AD9523-1的功能定位和适用场景。例如,在AD9523-1的手册中提到它是一款低抖动时钟发生器/分配器,适用于通信基础设施和其他高性能时钟应用。 #### 2. 功能框图 功能框图展示了内部结构布局,帮助工程师直观地理解各个模块之间的关系。通过分析这些图表可以识别哪些组件负责模数转换(ADC)或者数模转换(DAC),这对于涉及模拟信号处理的应用尤为重要。 #### 3. 寄存器映射表 由于已经获得了配置寄存器的数据而无需关注EEPROM的操作细节,则应着重研究寄存器映射表格。此部分内容定义了每一个可编程位的作用及默认设置值。熟悉这些参数有助于正确初始化并控制设备行为。 ```python # 示例代码展示如何访问特定寄存器地址 def configure_ad_chip(register_address, value_to_write): """ Configures the specified register of an AD chip. Args: register_address (int): The address of the target register. value_to_write (int): Value to be written into the register. Returns: bool: True if successful; False otherwise. """ try: # Simulated write operation here... print(f"Wrote {value_to_write} to Register Address {register_address}.") return True except Exception as e: print(e) return False configure_ad_chip(0x0A, 0b10101010) ``` #### 4. 性能指标与测试条件 仔细审查性能指标部分,这里列出了诸如频率范围、相位噪声水平之类的数值。注意它们是在何种条件下测量得出的结果——这直接影响实际部署环境下的表现评估准确性。 #### 5. 应用电路设计指导 最后不要忽略的是典型应用场景实例及相关PCB布线建议等内容。遵循制造商推荐的设计实践能够极大提升系统的稳定性和可靠性。
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