Texas Instruments CDCE913-Q1和CDCEL913-Q1时钟合成器：特性、应用与设计要点

在电子设计领域，时钟合成器扮演着至关重要的角色，它能够为各种电子设备提供精确稳定的时钟信号。今天我们要深入探讨Texas Instruments公司的CDCE913-Q1和CDCEL913-Q1可编程1-PLL VCXO时钟合成器，看看它们有哪些独特的特性、适用于哪些应用场景以及在设计中需要注意哪些要点。

文件下载：cdce913-q1.pdf

芯片特性剖析

1. 汽车应用资质

这两款器件均符合汽车应用标准，通过了AEC-Q100认证。CDCE913-Q1的工作温度范围为 -40°C 至 +125°C（1级），CDCEL913-Q1为 -40°C 至 +85°C（3级）。此外，它们还具有 H2 级别的人体模型（HBM）静电放电（ESD）分类和 C6 级别的充电器件模型（CDM）ESD 分类，这使得它们在汽车复杂的电磁环境中能够稳定可靠地工作。这里不禁要问，这样的温度范围和 ESD 防护能力，能满足你所设计的汽车电子系统的需求吗？

2. 功能安全能力

提供了有助于功能安全系统设计的文档，这对于对安全性要求极高的汽车应用来说是非常重要的。它可以帮助工程师更好地进行系统设计，确保整个系统的安全性和可靠性。

3. 系统可编程性和EEPROM

具备串行可编程易失性寄存器和非易失性 EEPROM 来存储客户设置。这意味着工程师可以根据实际需求对芯片进行灵活编程，并且即使在掉电后也能保留设置，方便后续使用。那么在实际应用中，你会如何利用这个特性来优化你的设计呢？

4. 灵活的输入时钟理念

支持多种输入时钟方式，包括 8MHz 至 32MHz 的外部晶体、拉范围为 ±150ppm 的片上 VCXO 以及最高 160MHz 的单端 LVCMOS 输入。这种灵活性使得芯片能够适应不同的应用场景和输入要求。

5. 自由可选输出频率

输出频率最高可达 230MHz，并且可以自由选择，能够满足多种不同频率的时钟需求。这在一些对时钟频率要求较为特殊的应用中，比如高速数据传输、高频通信等领域，具有很大的优势。

6. 低噪声PLL核心

PLL 环路滤波器组件集成在芯片内部，具有较低的周期抖动（典型值为 50ps）。低噪声的 PLL 核心可以保证输出时钟信号的稳定性和精确性，减少对其他电路的干扰。

7. 独立输出电源引脚

CDCE913-Q1 提供 3.3V 和 2.5V 的输出电源，CDCEL913-Q1 提供 1.8V 的输出电源。独立的输出电源引脚可以根据不同的负载需求提供合适的电源，提高系统的稳定性和兼容性。

8. 灵活的时钟驱动器

具有三个用户可定义的控制输入 [S0, S1, S2]，可用于扩频时钟选择、频率切换、输出使能或电源关闭等功能。这种灵活性让工程师可以根据实际需求对芯片的功能进行自定义配置，大大增强了芯片的适用性。

应用场景分析

这两款时钟合成器适用于多种汽车和其他电子设备应用场景，具体如下：

1. 汽车领域

• 仪表盘：为仪表盘上的各种显示和控制模块提供精确的时钟信号，确保数据的准确显示和处理。
• 主机：在汽车信息娱乐系统的主机中，提供稳定的时钟信号，保证音频、视频的正常播放以及系统的流畅运行。
• 导航系统：为导航系统提供精确的时钟，确保定位和导航的准确性。
• 高级驾驶辅助系统（ADAS）：在 ADAS 中，各种传感器和处理器需要精确的时钟同步，以确保系统的实时性和可靠性。

2. 其他领域

还可以为视频、音频、USB、IEEE1394、RFID、蓝牙、WLAN、以太网和 GPS 等设备生成高精度时钟，以及为 TI- DaVinci™、OMAP™、DSP 等器件提供常用的时钟频率。

设计要点提示

1. 电源供应

在使用外部参考时钟时，必须在 (V{DD}) 上升之前驱动 XIN/CLK，以避免输出不稳定的风险。如果 (V{DDOUT}) 在 (V{DD}) 之前施加，建议将 (V{DD}) 拉至 GND，直到 (V_{DDOUT}) 上升。此外，芯片的电源上电控制连接到 1.8V 电源，在 1.8V 电源达到足够电压水平之前，整个设备将保持禁用状态。这些电源供应的注意事项，你在设计时可一定要牢记哦！

2. 布局设计

当 CDCE913-Q1 用作晶体缓冲器时，晶体两端的任何寄生效应都会影响 VCXO 的拉范围。因此，应将晶体单元放置在电路板上，并且尽可能靠近芯片，确保从晶体端子到 Xin 和 Xout 的走线长度相同。同时，在晶体和到芯片的走线区域下方，应尽量避免布置其他信号线，以免产生噪声耦合。另外，可能需要额外的离散电容器来满足某些晶体的负载电容要求，应将这些小电容器尽可能靠近芯片放置，并相对于 Xin 和 Xout 对称。

3. 编程与配置

芯片的时钟输入、控制引脚、PLL 和输出级均可由用户配置。所有设置可以通过 I2C 总线手动写入设备，也可以使用 TI Pro-Clock™ 软件进行编程。该软件可以帮助用户快速进行所有设置，并自动计算优化性能和最低抖动所需的值。在编程过程中，需要注意 EEPROM 编程的相关时序和要求，例如在启动 EEPROM 写入周期之前，需要将 CLKIN 拉低，并在整个编程过程中保持低电平。

总结

Texas Instruments 的 CDCE913-Q1 和 CDCEL913-Q1 可编程1-PLL VCXO时钟合成器具有丰富的特性、广泛的应用场景和一些需要注意的设计要点。作为电子工程师，我们可以充分利用它们的优势，设计出更加稳定、可靠、高性能的电子系统。在实际应用中，一定要仔细阅读数据手册，结合具体的设计要求，合理运用这些芯片的功能。那么，你在设计中是否会考虑使用这两款时钟合成器呢？欢迎在评论区分享你的想法和经验。