深入了解IDT差分晶体振荡器知识学库

很多用户都知道差分晶振,这是一种非常高端的频率控制元器件产品,几乎融合了所有振荡器的优势,一般民用级或商业级产品很少会用到,因为其性能很高所以一盘用于工业级和军用级领域.差分晶体振荡器的生产技术和工艺相比普通的振荡器,要更复杂一些,相关的知识资料也比较多.美国IDT晶振公司,是市场上提供差分振荡器的主要品牌之一,是行业里对差分系列比较熟悉的厂家,以下是金洛鑫电子整理的一些,IDT公司提供的差分晶振知识学库的一部份资料.

问:如何检查晶振驱动电平与IDT振荡器提供的电流的兼容性

答:IDT时钟合成器的内部振荡器将与外部晶体一起使用.使用特定的晶体,并且必须检查晶振驱动电平与IDT振荡器提供的电流的兼容性,以避免违反晶振的最大功耗规范.有关石英晶体单元规格的更多详细信息,请参见应用笔记AN-801,将石英晶体连接至IDT时钟合成器IC的内部振荡器X1和X2引脚,并根据所需的输出频率调整调谐电容器.

问:如何为IDT时序设备将3.3V LVCMOS连接到1.8VLVCMOS

答:3.3V LVCMOS至1.8V LVCMOS的DC端接可以使用少量无源元件来实现.请参阅下面的解决方案. 

3.3V LVCMOS驱动1.8V逻辑接收器的端接

问:如何测量晶体振荡器的负电阻

答:负电阻模拟了有源网络维持稳定振荡所需的所需增益.负面的电阻模型如下图所示.晶体由电抗项Xm和运动阻力项Rm表示.作为容易评估石英晶体振荡器电路的负电阻特性和振荡容限的一种方法,是在晶体单元的热端增加一个电阻并观察其是否可以振荡的方法(检查负电阻).振荡器电路的容量可以通过改变附加电阻的值来检查. 

负电阻模型

问:如何连接差分输入以接受单端电平

答:下图显示了如何连接差分输入以接受单端电平.参考电压Vref=VCC/2由偏置电阻R1和R2产生.旁路电容器(C1)用于帮助滤除直流偏置上的噪声.该偏置电路应尽可能靠近输入引脚放置.可能需要调整R1和R2的比率,以将Vref置于输入电压摆幅的中心.例如,如果输入时钟摆幅为2.5V且VCC=3.3V,则应调整R1和R2值以将Vref设置为1.25V.下面的值适用于单端摆幅和Vcc处于相同电压时的情况.这种配置要求驱动器的输出阻抗(Ro)与串联电阻(Rs)之和等于传输线阻抗. 

差分输入接受单端电平的推荐原理图

问:如何生成相位噪声和频谱图

答:通常从频谱图生成相位噪声数据,该频谱图可以表示频域中的时域信号.频谱图是通过信号的傅立叶变换生成的,结果值是随功率对频率绘制的.通常使用频谱分析仪完成此操作.频谱图用于定义信号的频谱纯度.与载波频率的功率相比,在距载波频率(FC)特定偏移(FO)的频带中的噪声功率称为dBc相位噪声. 

使用频谱图中的数据生成相位噪声图.参见图1A.使用dBc相位噪声定义并计算在感兴趣的频率偏移范围内连续移动的1Hz频带的dBc值,将生成相位噪声图.晶振相位噪声图就是这些dBc值相对于偏移频率(FO)的图表.参见图1B.总而言之,相位噪声被指定为在1Hz频带中从载波频率到指定偏移量的噪声功率与载波功率值之比.通常,相位噪声图是单边的,频谱只画了一侧.这是由于假设频谱图具有高斯分布,并且分布的两侧相等.对于包含确定性成分的相位噪声测量,必须特别注意.通常,相位噪声图的域轴为对数格式,范围为线性格式. 

从频谱图生成相位噪声图

问:抖动的时域度量单位是什么?

答:当测量并指定了抖动时,它通常是从某个参考沿开始以ps(微微秒)为单位,并且可能超过指定周期的数目.但是,可以使用其他度量单位,并且在某些应用程序中很常见.一种方法是将抖动表示为参考周期的百分比.在许多应用中,参考周期称为单位间隔(UI),抖动指定为UI的比率或％.使用的其他度量是度,其中:1UI=360度=1周期=2饼弧度.理解转换的一个好方法是举一个例子.考虑OC-3时钟频率为155.52MHZ,抖动为±50ps,或者总抖动为100ps.

一个周期=1/155.52MHZ=1UI=6.43ns=6430ps=360度=2*3.1418弧度

抖动为:ps=100ps

UI抖动比=100ps/6430ps=0.01555UI

抖动为％UI=100ps/6430ps=0.01555UI=0.01555UI*100=1.555％UI

抖动度=100ps/6430ps*360度=5.598度

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

问:测量相位噪声时必须考虑哪些特殊注意事项

答:与大多数时序规范一样,在测量LVPECL差分输出晶振相位噪声时必须特别注意.主要问题是测量系统的本底噪声能力.本底噪声可以定义为对测量系统中所有噪声源和有害信号之和所产生信号的度量.如果测量系统没有被测设备(DUT)所需的必要的本底噪声性能,则结果将不准确.相位噪声图将跟踪设备的本底噪声,而不是DUT的真实性能.此外,必须采取所有预防措施,以避免任何额外的噪声耦合到测量系统中.必须适当屏蔽以确保准确测量.

问:如何将RMS抖动转换为峰峰值抖动

答:通常相对于RMS抖动指定峰峰值抖动.如果您看一下下图中的抖动分布曲线,则可以使用分布曲线上的其他点来指定抖动.这些点被指定为1-sigma值的整数倍.经常使用的一种规格是6-sigma值.在此,此值占抖动的99.999%.使用的通用规则是峰峰值抖动是RMS抖动值的6倍.这将被指定为@Sigma峰峰值抖动.

6-Sigma峰到峰抖动=6*RMS抖动 

高斯抖动分布

做为专业的晶振厂家,我司金洛鑫电子可以为广大用户提供更多与频率元件相关的资讯,差分晶振是现在市场比较受欢迎一种石英振荡器产品,具有做好的电气特性和较高性能.我们提供晶振咨询,报价,样品,订购,交付,售后等服务,联系热线:0755-27837162.