工采網(wǎng)代理的國產(chǎn)品牌Ruimeng?TECHNOLOGY推出的時鐘發(fā)生芯片 - MS5351M是一款3通道、I2C通信的時鐘發(fā)生器，可以產(chǎn)生從2.5K至200M之間的時鐘輸出，通過外接1個無源晶振（25M或27M）及I2C配置及可實(shí)現(xiàn)3通道輸出從2.5kHz至200MHz的任意時鐘的芯片。接下來將對MS5351的使用、測試和提升使用性能進(jìn)行介紹和說明。
上圖是MS5351的內(nèi)部框圖：VDD和VDDO是兩個供電口，VDD為內(nèi)部電路的供電口，VDDO為三個輸出級供電。（注：VDD和VDDO可以分開供電，如果分開供電要求VDDO上電時間要早于VDD）。工作XA和XB為無源晶振的兩端，通過I2C的配置，可以生成兩組不同的VCO頻率（PLL1、PLL2），兩組VCO通過小數(shù)分頻器和輸出級共同作用下確定三組時鐘的輸出頻率。
在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可以參考下圖的電路典型應(yīng)用原理圖，需要注意的是在PCB布局時，晶振需盡可能靠近XA和XB兩個管腳，當(dāng)輸出頻率為高頻時要注意高頻信號的走線。
時鐘發(fā)生芯片 - MS5351M的I2C配置流程
MS5351M的I2C芯片地址為8’b1100 000X，當(dāng)為寫操作的時候X=0，當(dāng)為讀操作的時候X=1。
根據(jù)圖3芯片的配置啟動流程，設(shè)置如下：
（1）把03寄存器設(shè)置為0XFF，將輸出級關(guān)閉，此時三通道無波形輸出。
（2）將16-18寄存器分別設(shè)置為0x80，將三個通道的分頻級使能關(guān)閉。
（3）配置16-18寄存器分頻級參數(shù)設(shè)置，MS5351M支持小數(shù)分頻，需要在16-18寄存器中的<6>置0，切換至小數(shù)模式，24寄存器設(shè)置三通道關(guān)閉時的默認(rèn)狀態(tài)，26-41寄存器設(shè)置的是2個VCO（PLL1，PLL2）及42-65寄存器設(shè)置的是3個小數(shù)分頻器（DIV0，DIV1，DIV2），小數(shù)的模式下MS5351M的性能、時鐘、抖動于整數(shù)模式存在差別，通常情況下，整數(shù)模式要略好于小數(shù)模式。
舉例來說：為了輸出200M信號，可以有兩種配置27*29.629/4=200M，25*32/4=200M。后者抖動等參數(shù)會略好于前者。149-161寄存器配置的是擴(kuò)頻部分的參數(shù)，183寄存器設(shè)置晶振的負(fù)載電容。具體配置請結(jié)合MS5351M的說明書使用。
（4）177寄存器配置為0XAC，使PLL1和PLL2復(fù)位。
（5）配置03寄存器，將輸出通道打開。
依次完成上述操作后，就完成了對MS5351M的I2C配置。
在使用MS5351M中可能遇到的問題
（1）明明在16-18寄存器配置了選用晶振作為OUT1的輸出，為什么不起作用？
需要先配置187寄存器的<6>為1才能使能該功能。詳細(xì)說明請參考MS5351M說明書中187寄存器的功能說明。
（2）之前使用的是SI5351，現(xiàn)在打算換成MS5351M需要注意什么？
MS5351M與SI5351是完全Pin對Pin的，程序上也無需修改，需要注意的是相同的晶振在MS5351M和SI5351上提供的頻率存在差異，對輸出頻率有精度需求的請查看下面的“頻率存在偏差的原因及解決方法”。
頻率存在偏差的原因
對時鐘精度特別敏感的客戶會發(fā)現(xiàn)5351的輸出頻率于理論計(jì)算值存在誤差，造成偏差的外部原因主要由晶振引起的。舉例來說，一顆25M的晶振震蕩的頻率并非完美的25.000M，由晶振自身和外接的電容會影響晶振的頻率，MS5351M內(nèi)部提供了6pf、8pf和10pf的負(fù)載電容（具體配置請查閱MS5351M說明書中的183寄存器）。一顆25M晶振在配置為10pf時，實(shí)測為25.001722M（注：實(shí)測的頻率與自身電路板及使用的晶振有關(guān)，如需得到精確的輸出，請自行對MS5351的外部晶振進(jìn)行測量）。如需輸出200M的頻率，根據(jù)說明書中的公式配置，理論值為25M*8=200M，實(shí)際值則會更接近25.001722*8=200.013776M，就會發(fā)現(xiàn)存在13.8K左右的偏差。
頻率存在偏差的解決方法
（1）外接電容，雖然MS5351M內(nèi)部配置了3檔電容，但是無法精細(xì)調(diào)整頻率，通過外接電容進(jìn)一步調(diào)整晶振的頻率來改善晶振的頻率，注意外接電容不能超過12pf，否則會影響芯片正常工作
（2）根據(jù)實(shí)際需求頻率調(diào)整寄存器配置，例如在得知實(shí)際晶振為25.00172M時，需要輸出200M的精確頻率時，通過公式推出，所需的倍頻值為200M/25.00172M=7.99945。只需在寄存器進(jìn)行配置，可以使輸出頻率更接近200M。同理適用于其他在規(guī)格書范圍內(nèi)的輸出頻率。
總結(jié)：從實(shí)際使用上來說，MS5351M有三個輸出時鐘，適用于需要頻率切換或改變的電路，2.5K-200M的輸出頻率范圍，1Hz可調(diào)頻率，可以應(yīng)對大部分客戶對頻率的需求。幅度方面，在VDDO為3.3V時200M的輸出頻率下可以保持1.2V的幅度輸出，低頻時幅度接近于VDDO的電壓。MS5351M除去比SI5351的待機(jī)和工作電流稍大之外，其他方面與SI5351一致。對于可以接受MS5351M電流功耗的客戶來說，MS5351M是很好的替代。
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