带你了解常用晶振的技术指标

服务热线:
0755-28444777
样品申请
SAMPLE APPLICATION
扬兴科技为客户提供晶振频率解决方案,通用物料可快速出样,供广大工程研发测试。
带 * 号为必填项
在线留言
QQ客服

带你了解常用晶振的技术指标

作者:扬兴科技
日期:2021年07月23日 11:18
浏览量:1012

  1、基准频率:

  晶振在完全理想条件下的振荡频率。

  2、工作电压:

  晶振的工作需要外部提供一定的电源电压,晶振输出的时钟信号上的噪声与电源再说紧密相关,因此在晶振器件资料上,对电源的质量有一定的要求。

  3、输出电平:

  晶振与晶体相比,最为突出的一点就是只要上电,就直接输出时钟信号。时钟信号的电平也多种多样,支持的电平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。在选型中,应根据所需时钟电平的种类选择相应的晶振。

  4、工作温度范围:

  根据环境温度要求的不同,应选择对应的工作温度范围。

  5、频率精度:

  对应不同的工作温度范围,可选择不同的频率精度。以±15ppm、-20~70℃为例,其含义是,在-20~70℃温度范围内,该晶振输出频率相对基准频率的偏差不会超过15ppm。该参数是晶振的重要参数,包含了由于温度变化、电源电压波动、负载变化等因素引起的频率偏差。

  6、老化度:

  在恒定的外接条件下测量晶振频率,频率精度与时间之间的关系。

  7、启动时间:

  从上电到晶振输出频率的偏差达到规定的频率精度所需要的时间。

  8、时钟抖动(Jitter):

  周期抖动(JPER)是实测周期与理想周期之间的时间差。由于具有随机分布的特点,可以用峰-峰值或均方根(RMS)描述。首先定义门限VTH的时钟上升沿位于时域的TPER(n),其中n是一个时域系统,如图所示。JPER表示为:

 

  晶振时钟抖动

 

  其中T0是理想时钟周期。由于时钟频率固定,随机抖动JPER的均值应该为零,JPER的RMS可表示为:

 

  时钟周期,晶振抖动指标

 

  下图是周期抖动测量

 

  晶振周期抖动测量

 

  利用示波器的边沿触发和余辉功能,可以粗略的测量信号的抖动。使用该方法的测量并不具有实际意义。(1)随着测量时间的增加,测得的抖动值将不断增加,即利用这种测量方法,无法得到确定的抖动值;(2)即使能得到确定的抖动值,这样的值对电路设计也没有任何指导意义,只能粗略判断所使用的晶振的抖动情况。

  9、相位噪声:

  在频域上,数据偏移量用相位噪声来定义。对于频率为f0的时钟信号而言,如果信号上不含抖动,则信号的所有功率应集中在频率点f0处,由于任何信号都存在抖动,这些抖动有些是随机的,有些是确定的,分布于相当广的频带上,因此抖动的出现将使信号功率被扩展到这些频带上。信号的相位噪声,就是信号在某一特定频率处的功率分量,将这些分量连接成的曲线就是相位噪声曲线。相位噪声通常定义为在某一给定偏移处的dBc/Hz值,其中dBc是以dB为单位的该功率处功率与总功率的比值。如一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号总功率的比值,即在fm频率处1Hz范围内的面积与整个噪声频率下的所有面积之比。

 

  晶振相位噪声,扬兴科技

 

  信号相位噪声曲线图

  从相位噪声曲线图可知,绝大多数抖动都集中在频率f0附近,距离f0越远的频段,抖动能量越小。

  以下面的例子为例,说明对时钟输入的要求:

  RMS JPER(12kHz~20MHz):0.5ps

  相位噪声(10~100kHz):-120dBc/Hz

  这实际上是两个要求,一个是要求在频段12kHz~20MHz内,均方根抖动不能大于0.5ps;另一方面要求在频段10~100kHz内,任何频点处的功率谱密度都不能超过-120dBc/Hz。

下一篇:
推荐阅读
晶振一般可以分为:普通晶振(有源晶振、无源晶振)、温补晶振(温度补偿晶体振荡器)、恒温晶振(恒温控制晶体振荡器)、压控晶振(电压控制晶体振荡器)等几大类型。而细分按外形可分为:
晶振质量的好坏直接影响到电路工作状况,而晶振外壳品质更是影响晶振性能的主要因素之一。晶振外壳采用冲床连续冲压成型,经大量观察和分析发现,主要缺陷有内底面与顶面的凹坑、内底面与顶面的划痕,侧面裂口和侧面挠曲。
5G通信设备遍布在屋顶、电线杆、路边,甚至地下室中各个角落。这意味着更多地暴露在高温、热冲击、振动和广泛变化的气流中;作为NSST(网络、服务器、存储、电信)系统一部分的通信定时装置中的晶振,所受到的环境非常恶劣。
温补晶振,是通过其附加的温度补偿电路使周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。它的温度补偿的原理是通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化来补偿谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移。由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化,为了抵消温度对晶振频率的影响,控制晶振的谐振电容随温度变化而变化,抵消温度晶体影响提高频率稳定性。
 window._agl && window._agl.push(['track', ['success', {t: 18}]])