Układy Si50x są przystosowane do zasilania napięciem z przedziału od 1,71 do 3,6 V, pobierają przy tym – w zależności od trybu pracy – od 1,7 mA do 8,9 mA (fWY = 100 MHz, aktywny tryb low-jitter). Bufor wyjściowy układów Si50x wyposażono w możliwość regulacji szybkości narastania/opadania zbocza, dzięki któremu można zminimalizować poziom zakłóceń elektromagnetycznych emitowanych do otoczenia. Maksymalny znormalizowany czas narastania wynosi 8 ns, najkrótszy – dla zasilania 1,8 V – wynosi 1,3 ns, a dla zasilania 3,3 V wynosi 0,7 ns. Wpływ konfiguracji tego czasu na kształt przebiegu wyjściowego przedstawiono na filmie poniżej.
Układy Si50x generują sygnały w standardzie napięciowym LVCMOS, w przypadku generacji przebiegów o wyższych częstotliwościach niezbędne jest wyprowadzenie sygnału linią dopasowaną impedancyjnie (rysunek 4), co zapobiegnie powstawaniu zniekształceń generowanego sygnału powstałych w wyniku odbić (jak na przykład pokazano na filmie powyżej).
Rys. 4. Zalecany przez producenta schemat aplikacyjny układu Si504
Układy z serii Si50x są montowane w trzech wersjach obudów, których wymiary i mechaniczne rozmieszczenie wyprowadzeń są zgodne ze standardowymi rezonatorami oraz generatorami kwarcowymi, co ułatwia ich stosowanie w systemach cyfrowych. W zależności od wybranego typu układu z serii Si50x, w wielu przypadkach możliwe jest zastąpienie generatorów kwarcowych układami oferowanymi przez Silicon Labs bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek zmian na płytce drukowanej.
Układy Si504 użytkownicy mogą samodzielnie programować (via 1-przewodowy interfejs C1D), uzyskując dla swojej aplikacji sygnał taktujący o pożądanej częstotliwości. W ramach serii Si50x produkowane są także trzy inne układy, które są konfigurowane przez producenta:
- Si501 – pojedyczny generator z trójstanowym buforem wyjściowym, z wyprowadzonym dwustanowym wejściem OE (Output Enable),
- Si502 – dwa generatory w jednej obudowie z trójstanowym buforem wyjściowym, z wyprowadzonym wejściem FS/OE (Frequency Select/Output Enable), przy czym wejście FS/OE jest trójstanowe: w przypadku zastosowania rezystora podciągającego tę linię do plusa zasilania o wartości z zakresu 0…1 k na wyjściu generatora jest dostępny sygnał o jednej z zadanych częstotliwości, w przypadku zastosowania rezystora podciągającego o rezystancji 20…200 k na wyjściu jest dostępny sygnał o drugiej zadanej częstotliwości, zwarcie wejścia OE do masy powoduje przejście linii wyjściowej w stan wysokiej impedancji (HiZ),
Rys. 5. W układzie Si503 wejście FS/OE spełnia rolę selektora 1 z czterech możliwych częstotliwości sygnału wyjściowego
- Si503 – cztery generatory w jednej obudowie, z wyprowadzonym wejściem FS/OE (Frequency Select/Output Enable), przy czym wejście to jest czterostanowe (rysunek 5): w przypadku zastosowania rezystora RUP podciągającego tę linię do plusa zasilania o wartości z zakresu 0…1 k na wyjściu generatora jest dostępny sygnał o jednej z zadanych częstotliwości, w przypadku zastosowania rezystora podciągającego o rezystancji 20…200 k na wyjściu jest dostępny sygnał o drugiej zadanej częstotliwości, w przypadku dołączenie rezystorów j.w. do masy (RDOWN) na wyjściu układu jest dostępny sygnał o jednej z dwóch kolejnych zaprogramowanych częstotliwości.
Na rysunku 6 pokazano przebieg na wyjściu układu Si503 po zmianie wartości rezystora RUP na RDOWN, który jest dołączany pomiędzy wejście FS/OE i (odpowiednio) plus i masę zasilania.
Rys. 6. Przebieg na wyjściu generatora Si503 po zmianie rezystora dołączanego do linii FS/OE, konfigurującego częstotliwość generowanego sygnału
Jak wspomniano, układy Si501, Si502 oraz Si503 są programowane przez producenta. Oprócz szerokiej gamy elementów o predefiniowanych parametrach, firma Silicon Labs oferuje także możliwość indywidualnego skonfigurowania generatorów na żądanie klientów. Żeby zautomatyzować i uprościć działania, na stronie producenta jest dostępny bezpłatny selektor-konfigurator, za pomocą którego można zamówić wybrany typ generatorów standardowych oraz stworzyć własny wariant (rysunek 7).
Rys. 7. Narzędzie konfiguracyjne dla programowanych generatorów firmy Silicon Labs jest dostępne na firmowej stronie producenta (umożliwia wybór generatorów o standardowych częstotliwościach przebiegów lub zamówienie generatorów konfigurowanych na życzenie zamawiającego)
Producent dla potencjalnych użytkowników układów Si50x przygotował zestaw startowy, wyposażony w układ Si504 oraz programator z interfejsem USB (fotografia 8). Na płytce zestawu przewidziano trzy wolne miejsca do samodzielnego zamontowania dowolnych innych układów z tej serii w trzech różnych wymiarach obudów (fotografia 9). Działanie tego zestawu i oprogramowania sterującego pokazano na filmie.
Fot. 8. Widok zestawu ewaluacyjnego dla układów Si50x firmy Silicon Labs
Fot. 9. Zestaw ewaluacyjny jest dostarczany z jednym generatorem Si504, na płytce są miejsca na trzy kolejne, w innych obudowach
Za pomocą prezentowanego zestawu można przeprowadzić wszechstronne testy układów Si50x, a dzięki specjalnym punktom pomiarowym można wykonywać pomiary prądu pobieranego przez generatory w różnych trybach pracy. Standardowa zworka na 3-stykowym złączu gold-pin umożliwia wybór jednej z trzech wartości napięcia zasilającego generator podczas testów, zapewniając doskonałe warunki do kompleksowych testów układów Si50x. Zasilacz o programowanym napięciu wyjściowym producent wykonał na układzie MAX8869 firmy Maxim.
