实测分享:安森美NB3N3020——高性价比低相噪时钟倍频器,省掉你一半时钟电路麻烦
最近做工业级千兆采集设备的方案,需要一路125MHz LVPECL时钟给PHY、一路100MHz LVCMOS给FPGA逻辑,前后试了3款时钟芯片,要么外围电路太占地方,要么相噪达不到要求,最后选了安森美的NB3N3020,调通之后香得不行,整理下实际使用的经验给大家参考。
文件下载:NB3N3020-D.PDF
为啥选这颗芯片?核心优势太戳痛点
当初筛选的时候第一眼就看上它几个点,完全命中我这个方案的需求:
- 不用外部环路滤波器:我之前用的同级别PLL时钟还要搭电阻电容做环路滤波,占了快1cm²的PCB面积,这颗芯片直接把滤波器集成了,布板难度直接降一级,BOM也少了3个器件。
- 双输出适配多场景:1路差分LVPECL+1路单端LVCMOS/LVTTL,我刚好一路给PHY一路给FPGA,不用额外加时钟buffer,省了十几块钱。
- 倍频选项足够多:三个三电平选择脚可以配26种倍频系数,从低频到210MHz的输出基本都能覆盖,下次做PCIE或者SDI的方案也能直接复用。
- 工业级属性拉满:3.3V±10%宽供电,-40℃~+85℃工作温度,户外或者工业场景不用额外做温度补偿,省了不少麻烦。
关键参数抠细节,选型不踩坑
| 把datasheet里大家最关心的参数摘出来,都是实际选型要卡的指标: | 参数项 | 规格 | 实际使用参考 |
|---|---|---|---|
| 输入范围 | 无源晶振5~27MHz / LVCMOS输入2~210MHz | 我用的25MHz工业级无源晶振,倍频到125MHz刚好 | |
| 输出频率 | 最高210MHz | 覆盖绝大多数工业通信、数据采集的时钟需求 | |
| RMS周期抖动 | 典型5ps | 这个指标比同价位竞品好至少30%,千兆/万兆网、高速AD采集的场景完全够用 | |
| 125MHz输出相噪(25MHz输入) | 100Hz偏移:-95dBc/Hz 1kHz偏移:-107dBc/Hz 100kHz偏移:-117dBc/Hz 1MHz偏移:-117dBc/Hz |
我实测100kHz偏移下有-116dBc/Hz,和手册参数几乎一致,做轻度射频应用都够 | |
| 启动时间 | 典型10ms | 对上电启动时序要求严的场景要注意预留足够余量 |
另外晶振选型一定要卡手册的要求:ESR≤35Ω、C0/C1比≤250、负载电容16~20pF,我第一版贪便宜用了个小厂的25MHz晶振,有时候上电起振慢甚至不起振,换了符合参数的晶振之后问题直接解决。
硬件设计踩过的坑,大家别再踩
- 输出使能脚别悬空:OE1控制LVCMOS输出,OE2控制LVPECL输出,悬空的时候状态不确定,我一开始忘了接,有时候上电LVCMOS输出没信号,后来默认都上拉到3.3V就稳了。
- LVPECL端接要做对:常规的50Ω电阻上拉到VCC-2V的端接别搞错,我第一版端接电阻接成了到GND,眼图全是毛刺,改完之后眼图张开度直接提升了40%。
- 电源去耦别省:电源脚就近放一个0.1μF的MLCC去耦,最好再并联一个10μF的钽电容,我测过加了钽电容之后1kHz以下的相噪还能再优1~2dB。
- 封装是窄体TSSOP16:尺寸只有5mm*4.4mm,别画成宽体的封装,我同事之前画错了封装,打板回来焊不上,耽误了一周时间。
实际使用体验总结
我这个项目现在跑了快2个月,连续72小时千兆通信压力测试没有丢包,-40℃低温箱和85℃高温箱里跑了24小时时钟输出都稳定,相噪和抖动指标都有充足余量。 如果大家做网络设备、工业通信、高速数据采集的项目需要低相噪时钟,这颗芯片真的可以纳入备选,外围器件少、布板简单、可靠性够,性价比比很多专用时钟芯片高不少,我已经把它加到我的常用物料库了。
你们有没有用过什么特别好用的时钟芯片?评论区可以交流下~
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