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[参考译文] 通过 AM26C31/32对发送32kHz TXO 时钟信号

admin
Guru**** 708180 points
Other Parts Discussed in Thread: CD4050B, THVD2450V, AM26C31, AM26C32, SN74HCS125
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/1264271/transmit-32khz-txo-clock-signal-over-am26c31-32-pair

主题中讨论的其他器件：AM26C31、 AM26C32、CD4050B、 SN74HCS125、THVD2450V

尊敬的社区：

我们正在开展一个项目、涉及通过2-3m CAT5e 电缆将32kHz 时钟信号从 MEMS TXO (SIT1552AC-JE-DCC-32.768E)传输到远程 MEMS 加速计。 为此、我们计划使用 AM26C31/32差分驱动器/接收器。

  1. 时钟输出是否可以与 AM26C31直接连接、AM26C32输出是否可以连接到 MEMS 加速计的 CLKIN 引脚？
  2. 是否有其他方法可以有效地传输32kHz 时钟信号？

非常感谢您的指导。

  • 时钟源为  SIT1552AC-JE-DCC-32.768E
  • 差分驱动器 AM26C31
  • 差分接收器 AM26C32

此外、我们对于在与 MEMS 加速计相同的 PCB 上安装 MEMS TXO 感到担忧。 装置将在直流到1000Hz 的频率范围内暴露在1g 振动中、峰值高达4g。

  1. 建议在振动设备上安装 MEMS TXO、因为它具有 MIL-STD-883 70g 认证？
  2. 或者、我们应该考虑 在 外部 PCB 上安装 MEMS TXO、并通过差分信号传输时钟信号来提高可靠性吗？

您的见解将非常有价值。

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    TI__Guru**** 708180 points
    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。

    尊敬的 neet：

    对于您直接提出的问题：

    因此、AM26C31输入仅会请求+/-1uA -这是振荡器的测试条件-因此负载正常。 为了确保正确通信、您需要应用至少~2.3V 电源以保证 VOH >= 2V 且 VOL 需要<= 0.8 - VOL 不会是问题-但如果振荡器的 VDD 不够高、则 VOH 可能会出现。  

    是的、您应该能够直接将振荡器连接到驱动器 -只要能够将~2.3V 或更高的电压提供给时钟生成器、您就需要为收发器提供一个5V 电源。 对于接收器-它需要一个5V 电源-因此如果 MEMS 加速计可以接受5V 逻辑信号、那么没有问题-但这会是个问题-因此可能需要一个电平转换器。  

    2.我认为 RS–422不是发送时钟数据的最佳选择-它是异步接口。 这并非不可能、根据系统设置、这可能是必要的。 差分总线需要多长时间-因为如果是较短的距离、RS 至422不是最佳的前进方式。  

    以及您的其他问题：

    1和2：我会联系 MEMS TXO 制造商。 看看他们是否会在所需的 G-Force 耐受性方面获得指导-因为我不认为我能在那里给你最准确的答案。

    我还有一些其他问题：    

    话虽如此-您的系统中允许的抖动量- RS -422不是精密接口-因此计时不是超级精确。 请告诉我、低频时钟信号通常具有高精度要求、这是使用 RS 422可能无法实现的。  

    另外、AM 器件的驱动器和接收器之间的总线时间是多长？ 总线越长、抖动性能就越差。  

    请告诉我、了解这是否是满足您在此应用中需求的最佳途径！

    此致！

    帕克·道德森

     

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    TI__Guru**** 708180 points
    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。

    你好、 、

    感谢您之前的见解。

    我们的应用程序涉及 2-3m 距离 使用屏蔽双绞线(STP)(CAT5e)电缆、旨在使 MEMS 加速计与主机 MCU 同步。 我们计划利用已经用于主机 MCU 上 RTC 的 MEMS TXO 来同步 MEMS ODR (输出数据速率)。

    可接受的传播延迟高达750纳秒。

    考虑到我们的限制、我们正在考虑利用系统中已有的 AM26C31/AM26C32驱动器/接收器对的备用通道：

    1. 抖动规格：在 AM26C32接收器末尾添加施密特触发缓冲器是否有助于更大限度地减少抖动？
    2. 我们如何最好地优化当前的 AM26C3x 设置、从而更大限度地减少潜在问题？ 任何准则都将是非常宝贵的。
    3. 在将 AM26C3x 用于此特定应用时、我们可能会面临哪些具体挑战或风险？

    图1 : TXO 的 RTC 时钟特征参考:

    图2 :传感器的时钟规格(MEMS 加速计)

    可接受的上升/下降时间高达500ns。

    我们的目标是获得 TI 的专家建议、从而为我们的决策过程提供信息、并协同确定使用 AM26C3x 处理时钟信号时可能遇到的任何难题的解决方案。

    缓冲器的使用 ：使用 CD4050B/SN74HCS125/74AVC1T1004 / Logic 系列中的任何其他基于施密特触发器的缓冲器 对 本用例是否有帮助？

    您的专业知识将有助于指导我们。 我们期待您的答复。

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    TI__Guru**** 708180 points
    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。

    尊敬的 neet：

    感谢您提供最新信息-我真的很感激！

    因此、根据系统的传播延迟和上升/下降要求、使用此器件没有出现任何问题、因为在传播延迟和转换时间方面、您应该仍有足够的裕量、不可能出现问题。 它始终取决于时钟数据-有时非常灵活、就像这样；有时、它们需要的响应时间不那么严格、从几十纳秒减少到几纳秒。  

    在最坏情况下、驱动器的传播时间为12ns (通常为7ns)、在最坏情况下、接收器的传播时间为27ns (通常为17ns)；在2-3米 的 CAT5电缆上的传播速度应~5.3ns/m、因此在电缆上约为10.6ns 至15.9ns。 因此、从源到目标负载的总传播延迟约为60ns (I 高估了它来补偿最坏情况的电缆)-这远低于 MEMS 在传播延迟方面所需的要求。

    就上升/下降时间而言、您只需要关心32个器件(接收器)、因为当查看 MEMS 器件时、它实际上将测量上升/下降时间。 最坏情况下为9ns (商业和工业型号-汽车和军用版本的最坏情况为10ns)、但所有版本均关注典型值为4ns -因此无需真正担心上升时间。

    我看到的一个主要问题是 MEMS 电路似乎具有1.8V 的 VDD 和1.8V 的 VIO - AM 器件将输出5V、因此如果 MEMS 器件无法处理5V 输入、某些类型的电平转换器或缓冲器将 5V 耐受输入、以将其降低至1.8V 电平。 这可以通过分立方式或使用 IC 来实现。  

    在抖动方面-我真的没有看到您提供的数据表有硬性要求、通常较长的总线会增加抖动、脉冲偏斜会增加系统的抖动。 31个器件的偏差通常为500ps、最坏情况下为4ns -我们不在接收器上说明、但如果不相似会很奇怪-基本上通常非常低、但可能有一些偏差。 但是、由于存在较大的范围和可接受的值、我认为这实际上不是您的系统面临的那么大的风险因素。  您可以通过不将数据速率推得太快以达到总线长度来避免抖动-但在2-3米处、这对系统来说实际上不是任何问题。 通常、施密特触发缓冲器不会有太多帮助、因为如果周期关闭(这是脉冲偏斜/抖动的真实情况) 、缓冲器通常不会纠正该问题 、因为它只是在转换之后、并且通常会增加其自身的偏斜。 通常需要一个均衡网络来校正附加抖动-但我认为抖动在此系统中不会成为如此大的问题-我这样说是因为我们有一个器件具有集成的均衡功能、实际上在系统中、抖动要等到 您将公共汽车推入数百米-而不是3.

    对于您展示的逻辑系列-我真的没有看到太多的好处-我预见的最大问题是将来自 AM 器件的5V 信号连接到1.8V MEMS 器件-它需要进行降频转换 (除非 MEMS 输入可以承受5V 电压-但我对此表示怀疑)。  我知道您正在使用现有 AM 器件中的一个未使用通道、但我想让您了解一下我们的另一个更合适的选项、因为它可以在不增加任何电路的情况下将电平转换至1.8V、即 THVD2450V -进行工作时 在50Mbps 模式下(这并不意味着您必须以50Mbps  速率运行、但可以、因为我们不存在压摆率限制、所以输出将具有类似于更好的转换时间、传播延迟和稍好的偏斜时间(此规格针对接收器和驱动器侧)。 本质上、THVD2450V 的工作方式类似、但具有以下优势：具有可在1.8V 下工作的单独 I/O 电源、因此任何单端信号都将在0V 和1.8V 之间-而 VCC 可以是3.3V 或5V (但最佳性能是 VCC = 5V)。

    因此、我认为最终的选择归结为：

    1.保持 AM 设备-风险较低。 主要问题是、您必须进行下降转换以确保 MEMS 器件不会接触到5V 信号(假设它无法承受5V 电压-如果是、您可以忽略此问题)  

    2.使用 THVD2450V、它允许使用1.8V I/O 电源-无需电平转换器-缺点是您当前的 AM 器件上似乎已经有未使用的通道-这将向您的 困难。 DRC 封装非常小-但我能够理解为什么向 BOM 中添加更多部件可能并不可取的原因。  

    如果您有任何问题、敬请告知-但我认为 AM 器件应该与低级转换器结合使用、但我认为 THVD2450V 确实是更好的器件、不需要额外的电平转换器-但我认为最终这两种器件都可以 二手车-上面讨论的需要考虑的一些权衡因素。

    此致！

    帕克·道德森

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    你好、 、

    感谢您的全面回答；这对我们的决策过程来说是无价的、无疑将使其他提出类似问题的 E2E 成员受益。

    关于 MEMS 传感器的 VDD 和 VDDIO、我们可以通过1.71V 至3.6V 的宽电压范围灵活地连接它。 我们倾向于将3.3V 用作系统电压。

    1. AM26C3x 是否能够处理来自时钟/主机 MCU 的3.3V 输入？
    2. 您能否推荐适用于电缆接收器端电平从5V 转换到3.3V 的 TI 逻辑系列器件？ 我们希望具有和不具有缓冲的两个选项。

    最后、我们渴望了解 AM26C3x 如何与 MEMS TXO 产生交互、因为它可以在保持规格的同时承受15pF 的容性负载。 我们应该在设计计算中考虑这一点吗？

    在我们完成配置时、您的见解将为我们提供重要指导。

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    TI__Guru**** 708180 points
    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。

    尊敬的 neet：

    没问题-我很乐意提供帮助！ 我很高兴它能够为您的设计提供帮助。

    谢谢您的问题：

    1. AM26C3x 的单端控制电压可达2V VIH(最小值)和0.8V VIL(最大值)——因此只要 AM26C3x 设备由5V 电源供电,通常3.3V 的设备就可以控制 AM26C3x 设备。  

    2.我不是我们的电平译员的专家——我会加入电平译员团队,因为他们是建议的最佳来源。  

    3、 对于我们的 AM 器件、单端引脚上的输入电容通常约为6pF、因此我认为不存在超出15pF 电容的风险、因为我们通常不到一半。   

    我将在电平转换器团队中循环提出可能的5V 至3.3V 建议。

    此致！

    帕克·道德森

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    TI__Guru**** 708180 points
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    尊敬的 neet：

    谢谢、请参阅以 TXU 和 LXC 系列为基准的5V 电平转换器。

    此致、

    迈克尔.