深入了解IDT差分晶體振蕩器知識學(xué)庫

很多用戶都知道差分晶振,這是一種非常高端的頻率控制元器件產(chǎn)品,幾乎融合了所有振蕩器的優(yōu)勢,一般民用級或商業(yè)級產(chǎn)品很少會用到,因為其性能很高所以一盤用于工業(yè)級和軍用級領(lǐng)域.差分晶體振蕩器的生產(chǎn)技術(shù)和工藝相比普通的振蕩器,要更復(fù)雜一些,相關(guān)的知識資料也比較多.美國IDT晶振公司,是市場上提供差分振蕩器的主要品牌之一,是行業(yè)里對差分系列比較熟悉的廠家,以下是金洛鑫電子整理的一些,IDT公司提供的差分晶振知識學(xué)庫的一部份資料.

問:如何檢查晶振驅(qū)動電平與IDT振蕩器提供的電流的兼容性

答:IDT時鐘合成器的內(nèi)部振蕩器將與外部晶體一起使用.使用特定的晶體,并且必須檢查晶振驅(qū)動電平與IDT振蕩器提供的電流的兼容性,以避免違反晶振的最大功耗規(guī)范.有關(guān)石英晶體單元規(guī)格的更多詳細(xì)信息,請參見應(yīng)用筆記AN-801,將石英晶體連接至IDT時鐘合成器IC的內(nèi)部振蕩器X1和X2引腳,并根據(jù)所需的輸出頻率調(diào)整調(diào)諧電容器.

問:如何為IDT時序設(shè)備將3.3V LVCMOS連接到1.8VLVCMOS

答:3.3V LVCMOS至1.8V LVCMOS的DC端接可以使用少量無源元件來實現(xiàn).請參閱下面的解決方案. 

3.3V LVCMOS驅(qū)動1.8V邏輯接收器的端接

問:如何測量晶體振蕩器的負(fù)電阻

答:負(fù)電阻模擬了有源網(wǎng)絡(luò)維持穩(wěn)定振蕩所需的所需增益.負(fù)面的電阻模型如下圖所示.晶體由電抗項Xm和運(yùn)動阻力項Rm表示.作為容易評估石英晶體振蕩器電路的負(fù)電阻特性和振蕩容限的一種方法,是在晶體單元的熱端增加一個電阻并觀察其是否可以振蕩的方法(檢查負(fù)電阻).振蕩器電路的容量可以通過改變附加電阻的值來檢查. 

負(fù)電阻模型

問:如何連接差分輸入以接受單端電平

答:下圖顯示了如何連接差分輸入以接受單端電平.參考電壓Vref=VCC/2由偏置電阻R1和R2產(chǎn)生.旁路電容器(C1)用于幫助濾除直流偏置上的噪聲.該偏置電路應(yīng)盡可能靠近輸入引腳放置.可能需要調(diào)整R1和R2的比率,以將Vref置于輸入電壓擺幅的中心.例如,如果輸入時鐘擺幅為2.5V且VCC=3.3V,則應(yīng)調(diào)整R1和R2值以將Vref設(shè)置為1.25V.下面的值適用于單端擺幅和Vcc處于相同電壓時的情況.這種配置要求驅(qū)動器的輸出阻抗(Ro)與串聯(lián)電阻(Rs)之和等于傳輸線阻抗. 

差分輸入接受單端電平的推薦原理圖

問:如何生成相位噪聲和頻譜圖

答:通常從頻譜圖生成相位噪聲數(shù)據(jù),該頻譜圖可以表示頻域中的時域信號.頻譜圖是通過信號的傅立葉變換生成的,結(jié)果值是隨功率對頻率繪制的.通常使用頻譜分析儀完成此操作.頻譜圖用于定義信號的頻譜純度.與載波頻率的功率相比,在距載波頻率(FC)特定偏移(FO)的頻帶中的噪聲功率稱為dBc相位噪聲. 

使用頻譜圖中的數(shù)據(jù)生成相位噪聲圖.參見圖1A.使用dBc相位噪聲定義并計算在感興趣的頻率偏移范圍內(nèi)連續(xù)移動的1Hz頻帶的dBc值,將生成相位噪聲圖.晶振相位噪聲圖就是這些dBc值相對于偏移頻率(FO)的圖表.參見圖1B.總而言之,相位噪聲被指定為在1Hz頻帶中從載波頻率到指定偏移量的噪聲功率與載波功率值之比.通常,相位噪聲圖是單邊的,頻譜只畫了一側(cè).這是由于假設(shè)頻譜圖具有高斯分布,并且分布的兩側(cè)相等.對于包含確定性成分的相位噪聲測量,必須特別注意.通常,相位噪聲圖的域軸為對數(shù)格式,范圍為線性格式. 

從頻譜圖生成相位噪聲圖

問:抖動的時域度量單位是什么?

答:當(dāng)測量并指定了抖動時,它通常是從某個參考沿開始以ps(微微秒)為單位,并且可能超過指定周期的數(shù)目.但是,可以使用其他度量單位,并且在某些應(yīng)用程序中很常見.一種方法是將抖動表示為參考周期的百分比.在許多應(yīng)用中,參考周期稱為單位間隔(UI),抖動指定為UI的比率或％.使用的其他度量是度,其中:1UI=360度=1周期=2餅弧度.理解轉(zhuǎn)換的一個好方法是舉一個例子.考慮OC-3時鐘頻率為155.52MHZ,抖動為±50ps,或者總抖動為100ps.

一個周期=1/155.52MHZ=1UI=6.43ns=6430ps=360度=2*3.1418弧度

抖動為:ps=100ps

UI抖動比=100ps/6430ps=0.01555UI

抖動為％UI=100ps/6430ps=0.01555UI=0.01555UI*100=1.555％UI

抖動度=100ps/6430ps*360度=5.598度

弧度抖動=100ps/6430ps*2*3.1418弧度=0.0977弧度的弧度

問:測量相位噪聲時必須考慮哪些特殊注意事項

答:與大多數(shù)時序規(guī)范一樣,在測量LVPECL差分輸出晶振相位噪聲時必須特別注意.主要問題是測量系統(tǒng)的本底噪聲能力.本底噪聲可以定義為對測量系統(tǒng)中所有噪聲源和有害信號之和所產(chǎn)生信號的度量.如果測量系統(tǒng)沒有被測設(shè)備(DUT)所需的必要的本底噪聲性能,則結(jié)果將不準(zhǔn)確.相位噪聲圖將跟蹤設(shè)備的本底噪聲,而不是DUT的真實性能.此外,必須采取所有預(yù)防措施,以避免任何額外的噪聲耦合到測量系統(tǒng)中.必須適當(dāng)屏蔽以確保準(zhǔn)確測量.

問:如何將RMS抖動轉(zhuǎn)換為峰峰值抖動

答:通常相對于RMS抖動指定峰峰值抖動.如果您看一下下圖中的抖動分布曲線,則可以使用分布曲線上的其他點來指定抖動.這些點被指定為1-sigma值的整數(shù)倍.經(jīng)常使用的一種規(guī)格是6-sigma值.在此,此值占抖動的99.999%.使用的通用規(guī)則是峰峰值抖動是RMS抖動值的6倍.這將被指定為@Sigma峰峰值抖動.

6-Sigma峰到峰抖動=6*RMS抖動 

高斯抖動分布

做為專業(yè)的晶振廠家,我司金洛鑫電子可以為廣大用戶提供更多與頻率元件相關(guān)的資訊,差分晶振是現(xiàn)在市場比較受歡迎一種石英振蕩器產(chǎn)品,具有做好的電氣特性和較高性能.我們提供晶振咨詢,報價,樣品,訂購,交付,售后等服務(wù),聯(lián)系熱線:0755-27837162.