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[参考译文] LMK05318：PRIREF 被识别为有效、但 DPLL 不会锁定1pps 基准输入信号

admin
Guru**** 2538950 points
Other Parts Discussed in Thread: LMK05318, LMK05318B

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/877997/lmk05318-priref-is-recognized-as-valid-but-the-dpll-doesn-t-lock-to-the-1pps-reference-input-signal

器件型号：LMK05318

我正在处理与 GPS 信号同步的时钟。 该时钟将是 ADC 的输入时钟。

我将通过评估板测试 LMK05318。

如果我对原始 PPS 信号应用分压器(施加到 EVM 的信号幅值为1.76V)、LMK05318会在保持状态和 PRIREF 状态之间切换(大约每两秒钟一次)。 即使 PRIREF 有效、也会检查 LOPL_DPLL 和 LOFL_DPLL 标志(DPLL 不会锁定到1pps 信号)。

相反、如果我向 EVM 施加原始3.3V 1PPS 信号、LMK05318会保持 PRIREF 状态、直到 GPS 信号出现、然后延迟(在某些情况下、延迟为40秒)返回保持状态。 但是、在这种情况下、一旦模块识别到 PRIREF 信号有效、DPLL 不会锁定到1pps 信号(LOPL_DPLL 和 LOFL_DPLL 标志都保持选中状态)。

由于输出频率、我设置了4Hz、以便更好地查看1pps 输入信号与 LMK05318输出频率之间的关系。 但是、在实际应用中、输出频率将为33kHz。

我附加了两个配置文件、一个用于4Hz 输出频率、另一个用于33kHz 输出频率。 对于生成的两个频率、观察到的行为是相同的

在评估板中、我使用标准48.0048MHz XO。

我已向 PRIREF 输入施加来自模块 NEO-M8T 的1pps 信号。

其他输入(PRIREF_N、SECREF_P 和 SECREF_N)通过1k 电阻器下拉。

   来自 GPS 模块的 PPS 信号的幅值为3.3V。

在这种情况下、选择"CMOS"作为 PRIREF 接口类型是否正确？

目前、我仅使用振幅验证选项。

不过，根据本论坛上的另一篇帖子，我不清楚是否应使用1PPS 相位检测器验证选项。

我还缺少什么？ 提前感谢

e2e.ti.com/.../33kHz_5F00_1pps.tcse2e.ti.com/.../4Hz_5F00_1pps.tcs

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好 Gabriele、

    让您知道我正在为1pps 配置进行软件更新。 对于1pps、需要注意一些事项。 让我来总结一下这些过程(软件更新后会变得更容易)、并在明天回来。

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好 Gabriele、

    请查找附件。  e2e.ti.com/.../LMK05318-1pps-2_2D00_7_2D00_2020.zip

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    很抱歉耽误你的答复。

    我已经使用您提供的配置文件进行了一些测试、我已经按照您所附的.word 文件中的说明进行了操作。

    我已将 XO 频率修改为48.0048MHz、因为我正在使用 EVM 上的 XO、并且已将 PRI_REF 接口更改为 CMOS。

    我已经按照.word 文档中所述手动设置寄存器 R286、R287、R288和 R289。

    但是、在此配置中、主基准始终被视为无效、因此 DPLL 不会锁定到基准。 为电路板加电后、标志 BAW_LOCK 几乎立即变为一个(我已在 EEPROM 中写入配置)。

    我还使用不同的1PPS 信号脉冲宽度 (10us、1ms、20ms、200ms 和500ms)测试了配置、因为我们使用的 GPS 模块(NEO-M8T)能够配置输出脉冲宽度。  

    我附上状态窗口的屏幕截图。 我所做的所有测试都是一样的。

    我缺少什么？

    提前感谢

    e2e.ti.com/.../1pps-default-02_2D00_12_2D00_2020.tcs

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好 Gabriele、

    恐怕板载48.0048MHz XO 不能用于1pps 配置。 这是因为1pps 配置需要非常窄的环路带宽(0.01Hz)。 如果 XO 漂移过大、则 DPLL 将无法跟踪相位误差。 因此、1pps 相位检测器需要稳定的 XO、因为它在 XO 时钟周期中接受1pps 基准抖动。 如果 XO 输入漂移过大、则不会清除 PRIREF_VALSTAT。  

    频率精度为4.6ppm 的常规 TCXO 或 OCXO 应该正常工作。 对于完整性检查、您可以使用内部通常具有 OCXO 的外部信号发生器。

    此外、1pps PRIREF 或 SECREF 的输入类型需要为 SE (50Ohm)而不是 CMOS。

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    有关 XO/基准频率精度的信息、请参见随附的 requirements.e2e.ti.com/.../1pps-phase-detection-calculator.xlsx

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    感谢您提供相关信息。

    我已将 频率精度为+/-200ppb (M200F-020.0M)的20MHz 振荡器应用于 XO_P 按照 LMK05318EVM 用户指南中的建议、我移除了 C80、焊接了 C81 (0.1uF)并将 XO 输出施加到 XO_P 端子。

    即使采用此设置并将 脉宽为100ms 的1pps 信号应用于 PRIREF_P 输入(该信号由近地物体 M8-T GPS 模块生成)、1pps 信号也不会被视为有效基准、因此未达到锁定条件。

    我还使用 来自波形发生器的1Hz 信号20%占空比、测试了配置、而不是将 GPS 输出信号应用于 PRIREF_P 输入。 但是、在这种情况下、PRIREF 也不被视为有效、 并且未达到锁定条件。

    您是否建议使用另一个振荡器进行一些测试？

    提前感谢

    e2e.ti.com/.../1pps_5F00_in20MHz_5F00_out_5F00_2Hz.tcs

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    很抱歉耽误你的回答。 振荡器已经足够好了。 在正式的 Ticpsro 更新发布之前、请使用此配置文件：e2e.ti.com/.../LMK05318.zip

    在 Ticspro 工具栏中、转到"选择设备"->"导入用户设备"并选择 zip 文件(不要将其解压缩)、然后转到"选择设备"->"用户设备"->"lmk05318"。 加载此配置文件后、转到工具栏中的"默认配置"并加载"1pps 输入"默认值。 您可以更改 XO 频率、单击"计算频率计划"、然后单击"运行脚本"。  

    如果您仍然无法获得有效的 PRIREF、请告诉我。

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    感谢您的回复。 我已上传默认配置"1pps 输入"。

    我已经进行了两项测试：一项是应用 占空比为20%的1Hz 方波、另一项是应用占空比为20%的1Hz 方波、Ton 为10ms、来自 GPS 模块 NEO M8-T

    XO 源始终是上一帖子部分的20MHz +/-200ppb。

    遗憾的是、对于两种输入配置、当检查"1pps 相位检测器"标志(阈值设置为63 3.15udeg)时、主基准仍然被视为无效。

    相反、只有当我取消选中此标志时、主基准才有效、但 DPLL 不会达到锁定条件。

    我知道"1pps 相位检测器阈值"考虑了基准时钟相对于 XO 时钟的抖动、但我不了解如何计算该参数、因此也不知道如何设置该参数(独立于默认配置中的设置)

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好 Gabriele、

    有关图示、请参阅数据表9.3.7.2.6。 更多详细信息如下所述：

    1、当前边沿与 PRIREF/SECREF 的下一个有效边沿之间的允许时间间隔应在(实际 XO 周期)*(REF_VALID CNT +/- REF_VALID THR)内。  

    如果 1pps 基准绝对准确、则该时间间隔误差(+/- REF_VALLED_THR * XO_PERIOD)由 XO 频率漂移、漂移和累积抖动组成、根据定义、漂移不包括频率漂移。 如果我忽略漂移和累积抖动并仅考虑频率漂移、那么在进行一些数学运算后、允许的最大 ppm 误差= REF_VALLED_THR /(标称 XO 频率)* 1e6。 例如、当 XO 为38.88MHz 且 REF_VALLED_THR = 63时、允许的最大 ppm 误差= 1.62ppm。

    您可以附加您使用的.TCS 文件吗？ 我将快速检查一些寄存器。

    此致、
    Hao

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    感谢您的解释。 我附加.TCS 文件

    为了生成1pps 信号、我使用了一个计时精度为20ns 且时间脉冲抖动为11ns 的 GPS 模块(NEO M8T)。

    我还通过施加来自精度为50ppm 的信号发生器的1Hz 20%占空比方波来测试配置

    e2e.ti.com/.../1_5F00_pps_5F00_20MHz.tcs

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    很抱歉、我之前错过了这一步、但输入倍频器或 R 分频器不应用于1pps。 我同时禁用并更新了配置：e2e.ti.com/.../1_5F00_pps_5F00_20MHz_5F00_Hao_5F00_Z.tcs

    如果您自己执行此操作、请确保按 Enter 键更新 XO 输入框。 因为这将更新该寄存器、该寄存器对输入验证至关重要。 该计数器应与 XO 频率相同。

    此致、
    Hao

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    感谢您的回复、很抱歉再次写信。 我可能缺少一些东西。 为了使 APLL1在小数模式下工作、我已经将 R 分频器设置为等于3、并根据下面的帖子使用一个20MHz 振荡器。 https://e2e.ti.com/support/clock-and-timing/f/48/t/885285?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=LMK05318。

    但是、在3月25日发送新的 TCS 文件后、我仍然看到该参考文件未经验证。 在测试系统之前、我已经制定了频率计算计划和脚本操作。 完成这两个操作后、我已将寄存器值写入 EEPROM、然后我已关闭系统电源并打开系统电源。

    由于我不确定 APLL1是否应在分数模式下运行(如数据表第27页所述)、在这几天里、我对这两个振荡器进行了其他测试： 一个(7N-19.440MBP-T)在19.44MHz (频率精度为0.28ppm)下工作、另一个(ECS-TXO-2520-33-240-AN-TR)在24MHz (频率精度为2.5ppm)下工作。  对于这些测试，我没有更改3月25日答复所附最后文件中的其他设置，在进行测试之前，我重复了上述操作。 但是、在这些条件下、基准电压仍然未生效。

    我的另一个疑问是、至少用于进行测试的最佳基准源类型、并确保系统能够验证并锁定至基准。 到目前为止、我已经使用了这两个来源：

    -      模块 NEO-M8T 生成的1Hz 信号(该模块的计时精度为21ns、最大抖动为11ns)

    -      由函数发生器 BK Precision 4054B 生成的1Hz 20%占空比信号、精度为25ppm

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好 Gabriele、

    是的、如果 XO 倍频器未启用、则20MHz XO 无效是正确的。 这是因为2500e6/20e6是整数、DPLL 将无法正常工作。 但是、这不会影响 PRIREF/SECREF 验证。 我现在可以想到几种可能性：

    1.配置仍然无效。 我将在工作台上验证该情况、但由于我已经对其进行了仔细检查、因此应该没有问题。

    2、PRIREF/SECREF 和 XO 之间的频率误差仍然太大。 频率误差有两个部分：一个是初始频率误差、另一个是由环境温度、振动和老化引起的频率变化。 即使频率变化很好、初始频率误差也可能太大。 例如、如果 XO 频率为20.0001MHz +/- 1ppm、但在软件中输入的频率为20MHz、则该0.0001MHz 会产生另一个5ppm 误差。 良好的完整性检查是使用信号发生器作为 XO 输入、然后同步 XO 和 PRIREF 的频率。

    PRIREF/SECREF 输入端的噪声太大。 解释起来有点复杂。 这样、对于极低频率输入(1pps 输入为真)、输入将衰减至迟滞(+/- 50mV)。 因此、如果有一些高于+/-50mV 的交流噪声、则会破坏输入检测。 LMK05318B 对此进行了改进、不久将发布。 但是、如果您使用的是 TI EVM、这应该不是问题。

    附件是我为相位验证计算创建的 python 笔记本。  e2e.ti.com/.../LMK05318-1pps-calculation.zip

    此致、
    Hao