690T高速接口输入时钟要求下，如何解决时钟抖动超标问题？

Question

在690T高速接口中，时钟抖动超标可能导致数据传输错误。常见技术问题：如何在确保时钟信号完整性的同时，通过调整PCB布局布线（如差分对阻抗控制、走线长度匹配）和选用低相位噪声晶振，有效降低时钟抖动？此外，是否需要引入时钟缓冲器或PLL重构时钟信号以满足抖动要求？这直接影响系统稳定性和性能表现。

Answer 1

1. 时钟抖动的基本概念与影响

在690T高速接口中，时钟抖动是导致数据传输错误的主要原因之一。时钟抖动分为随机抖动（RJ）和确定性抖动（DJ），其中随机抖动源于热噪声等不可控因素，而确定性抖动则通常由电源噪声、串扰或反射引起。

为了确保系统稳定性，需要将总抖动控制在接口规范允许的范围内。例如，在690T接口中，典型抖动预算可能为几十皮秒（ps）。超出此范围可能导致误码率（BER）增加，进而影响性能表现。

关键词：

• 时钟抖动
• 数据传输错误
• 随机抖动（RJ）
• 确定性抖动（DJ）

2. PCB布局布线优化策略

PCB布局布线对时钟信号完整性至关重要。以下是几种关键方法来降低时钟抖动：

1. 差分对阻抗控制：确保差分对阻抗匹配目标值（如100Ω），以减少反射和串扰。使用仿真工具验证阻抗一致性。
2. 走线长度匹配：对于差分对，保持两根走线长度一致，误差应小于十分之一波长。这可以通过蛇形走线实现。
3. 电源层设计：优化电源和地平面分布，降低电源噪声对时钟的影响。

此外，避免直角或锐角走线，采用45°拐角或圆弧过渡，可以进一步改善信号质量。

3. 晶振选择与缓冲器引入

选用低相位噪声晶振是降低时钟抖动的有效手段。以下为具体建议：

参数	推荐值	原因
相位噪声	<-150dBc/Hz@1kHz	降低基底噪声对时钟的影响
频率稳定度	<±20ppm	保证长期稳定性

当单一晶振无法满足抖动要求时，可考虑引入时钟缓冲器或PLL重构时钟信号。这种方法通过再生时钟信号，有效滤除噪声并提高抖动性能。

4. 流程图：解决时钟抖动问题的步骤

graph TD
    A[识别抖动来源] --> B[优化PCB布局]
    B --> C[选择低噪声晶振]
    C --> D[评估是否需要缓冲器/PLL]
    D --> E[验证最终抖动性能]

以上流程展示了从问题识别到解决方案实施的具体步骤，帮助工程师系统性地解决问题。