从SerDes到SoC,全场景适配的FCom差分晶振设计全解

作者:文华财经随身行|分类:文华股荐

FCom FCO系列差分输出晶体振荡器涵盖2.5×2.0至7.0×5.0多种封装,提供LVPECL、LVDS与HCSL三种标准接口,频率支持13.5MHz至220MHz,并具有出色的相位抖动指标(典型值0.15~0.3 ps RMS)。本指南将基于应用场景总结输出类型、电气匹配建议及典型芯片平台,辅助系统设计工程师快速完成时钟器件选型。

一、差分输出格式选择建议

  • LVPECL:推荐用于高速SerDes与光模块,驱动能力强,需终端电阻至VDD-2V。
  • LVDS:低功耗、低EMI,适合ADC/DAC、PHY、同步SoC等差分输入器件,建议100Ω差分端接。
  • HCSL:专为PCIe总线接口设计,使用50Ω至GND端接,适用于主板类系统。

二、电源布局与信号布线建议

  • 在VDD与GND之间紧贴晶振器件放置0.1μF去耦电容,可显著抑制电源噪声传导。
  • 差分输出建议使用等长等阻抗布线(100Ω),避免跨层不连续与异层参考地问题。
  • HCSL信号需每路接入50Ω至GND的终端电阻。

三、参考原理图结构

wKgZPGhGhG-AM7TPABie1vi083M672.png原理图布局结构

四、封装与系统平台部署建议

  • FCO-2L:适合SFP光模块、无线模组、尺寸敏感设计
  • FCO-3L:主流嵌入式平台与同步接口控制模块
  • FCO-5L:网络设备、交换机主板、工业控制系统
  • FCO-7L:高频服务器主板、基站控制板、大功耗场景

五、差分晶体振荡器典型芯片匹配方案

在差分晶体振荡器的系统设计中,确保时钟信号与接收芯片的电气特性完美匹配,是保证整体时序稳定与抖动抑制的关键。FCom在长期产品应用过程中,归纳出覆盖SerDes、高速ADC/DAC、以太网PHY、时钟清理器、SoC平台、光通信控制器及PCIe等多个核心应用的推荐芯片搭配表。

应用类型

芯片型号

芯片特点与说明

FCom推荐型号

推荐频率

推荐输出模式

SerDes芯片 Analog Devices ADN2817 SONET/SDH CDR,需LVPECL时钟输入 FCO-2L 155.52 MHz LVPECL
SerDes芯片 Semtech GN2104 10G/25G SerDes,常用于SFP+/QSFP模块 FCO-2L 156.25 MHz LVPECL
SerDes芯片 MACOM M37046 28G/56G SerDes,应用于高速有源线缆 FCO-2L 161.1328 MHz LVPECL
SerDes芯片 TI DS100BR410 3.125~10.3Gbps差分驱动器 FCO-3L 100 MHz LVDS
光模块控制器 Semtech GN2104 集成CDR,适用于10G光模块 FCO-2L 155.52 MHz LVPECL
高速ADC/DAC ADI AD9208 14-bit, 3GSPS JESD204B接口 FCO-5L 122.88 MHz LVDS
高速ADC/DAC TI DAC38RF82 JESD204B高速DAC FCO-5L 122.88 MHz LVDS
PHY芯片 Marvell 88X3310 多速率以太网PHY FCO-3L 156.25 MHz LVDS
SoC芯片 NXP LX2160A 16核网络处理器 FCO-5L 100 MHz LVDS
时钟芯片 TI LMK04828 低抖动时钟清理分配器 FCO-3L 100 MHz LVDS
PCIe控制器 Renesas 9DB206 x16 PCIe缓冲芯片 FCO-7L 100 MHz HCSL

六、常见问题与解决方案

问题

可能原因

建议措施

输出抖动大 电源噪声或布局不良 靠近VDD放置去耦电容,走线对称
频率漂移明显 未终端或负载影响 确认终端阻抗,选用±25ppm或更严精度型号
启动无输出 OE引脚控制逻辑错误 拉高或悬空OE测试基本功能
信号摆幅不符 接口类型配置不匹配 核对输出模式与接收芯片规范
温度变化频偏 选型温宽不足 选用-40~125℃宽温版本
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16 02月

2025-02-16 01:37:35

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