很多客戶都會(huì)有這種疑問,振蕩器的頻率是不是越高越好?答案是不一定,晶振頻率并非越高越穩(wěn)定,使用怎樣的頻點(diǎn),要實(shí)際根據(jù)產(chǎn)品的要求選擇,有的產(chǎn)品適合用高頻率,有些則需要用低頻的石英晶體振蕩器.VCXO晶振是近年來比較受歡迎的振蕩器類型,因?yàn)樗哂须妷嚎刂乒δ?/span>,而且大多數(shù)的VCXO振蕩器擁有低抖動(dòng),低相噪,低衰減等優(yōu)良特性.大部分VCXO料號(hào)都是高頻率的,但美國(guó)Vectron晶振公司設(shè)計(jì)了幾款低頻率的VCXO晶振,接下來我看看這幾款低頻VCXO系列的參考設(shè)計(jì).

雖然與SONET/SDH要求相比,以太網(wǎng)應(yīng)用中的總抖動(dòng)要求并不嚴(yán)格,但通常情況下,同步以太網(wǎng)中的派生或恢復(fù)時(shí)鐘經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過多的抖動(dòng)以支持線路和中央時(shí)鐘卡的要求.需要’抖動(dòng)衰減’或’時(shí)鐘清理’,對(duì)于這些應(yīng)用,Vectron開發(fā)了CD-700-SynchE,這是一種小型5x7mm,價(jià)格極具競(jìng)爭(zhēng)力的低抖動(dòng)解決方案.本應(yīng)用筆記包括推薦的環(huán)路濾波器設(shè)計(jì),并使用圖1所示的環(huán)路濾波器設(shè)計(jì),顯示應(yīng)用抖動(dòng)信號(hào)時(shí)的抖動(dòng)和相位噪聲改善性能.

CD-700包括相位檢測(cè)器,運(yùn)算放大器和具有相關(guān)分頻的VCXO.作為經(jīng)典的模擬PLL,它可用于清除抖動(dòng)或噪聲信號(hào),并消除與數(shù)字PLL相關(guān)的離散跳變.50MHz VCXO具有寬拉功能,可滿足每個(gè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)所需的100ppm捕獲或APR范圍.它還具有出色的相位噪聲性能,這是通過將已經(jīng)很低的相位噪聲50MHz VCXO振蕩器輸出除以2來實(shí)現(xiàn)的,以提供25.00MHz的信號(hào).CD-700提供2個(gè)獨(dú)立的25MHz輸出;當(dāng)抖動(dòng)的25MHz信號(hào)施加到DATAIN時(shí),可以從OUT2和RDATA導(dǎo)出干凈的25MHz信號(hào).

此外,CD-700還包括一個(gè)信號(hào)丟失(LOS),可以檢測(cè)輸入頻率何時(shí)關(guān)閉并作為報(bào)警.在輸入上有128個(gè)丟失周期后,LOS從邏輯0變?yōu)檫壿?/span>1.這個(gè)功能的好處是雙重的;它還可以用于通過將LOS連接到LOSIN來設(shè)置VCXO晶振頻率,并用作警報(bào).

推薦的環(huán)路濾波器如圖1所示.該設(shè)計(jì)針對(duì)低抖動(dòng)峰值進(jìn)行了優(yōu)化,典型值<0.1dB,并且最大化相位裕度,典型值為86度.環(huán)路帶寬足夠?qū)?/span>,可以實(shí)現(xiàn)正確的鎖定和漂移跟蹤,但可以抑制高頻噪聲.圖1中的設(shè)計(jì)用于演示圖2,3,4和5中所示的清理能力,建議用于客戶應(yīng)用.

圖1環(huán)路濾波器設(shè)計(jì)具有1千赫茲模擬帶寬

CD-700石英晶體振蕩器的清理性能的特點(diǎn)是使用WavecrestSIA 3300C測(cè)量25MHz輸入和25MHz輸出時(shí)鐘抖動(dòng),即時(shí)域功能.至少應(yīng)對(duì)10K邊沿進(jìn)行采樣,以提供逼真的峰-峰值,并對(duì)500K邊沿進(jìn)行采樣,以提供穩(wěn)健的結(jié)果.

CD-700注入了嘈雜的25MHz時(shí)鐘源,具有1.954ns的峰-峰周期抖動(dòng),如圖2所示.測(cè)量了CD-700的輸出,產(chǎn)生了19.867ps的峰-峰周期抖動(dòng)-幾乎改進(jìn)了100倍-見圖3.備用的25MHz時(shí)鐘源RDATA具有22.526ps的峰-峰周期抖動(dòng),如圖4所示.

圖2抖動(dòng)的25兆赫輸入時(shí)鐘

圖3精簡(jiǎn)25MHzOUT2時(shí)鐘

圖4精簡(jiǎn)25MHzRDATA時(shí)鐘

Agilent E5052B用于表征CD-700在頻域中的清理性能,提供了另一種視角.CD-700注入了嘈雜的25MHz時(shí)鐘源,寬帶噪聲約為-110dBc/Hz,如圖5所示.測(cè)量并比較了CD-700輸出,同樣在圖5中,得到了40-50dB改善了地板性能.對(duì)于需要2個(gè)獨(dú)立25MHz時(shí)鐘的應(yīng)用,也可以使用RDATA,但使用OUT1可以獲得最佳性能.

圖5比較輸入和輸出相位噪聲的相位噪聲圖

CD-700是一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案,可顯著降低25.000MHz同步以太網(wǎng)應(yīng)用中的抖動(dòng),在12kHz至20MHz帶寬內(nèi)滿足600fsrms相位抖動(dòng)規(guī)范.與分立式PLL相比,增加的優(yōu)勢(shì)包括縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,保證性能以及降低電路板空間和元件成本.Vectron International還生產(chǎn)用于高頻LVPECL Crystal,LVDS時(shí)鐘去抖動(dòng)和頻率轉(zhuǎn)換應(yīng)用的FX系列.為125MHz,156.250MHz.

Vectron International公司是一家規(guī)模比較大的頻率元件制造商,專業(yè)的VCXO Crystal產(chǎn)品生產(chǎn)廠家,其量產(chǎn)的料號(hào)多達(dá)上百款,每一款VCXO壓控晶體振蕩器都有自己的特點(diǎn),滿足不同產(chǎn)品的要求,如需訂購(gòu)或咨詢,請(qǐng)聯(lián)系金洛鑫電子0755-27837162.