石英晶振就是用石英材料做成的石英晶體諧振器.俗稱(chēng)晶振.石英晶體提供了兩種共振模式.由C1與L1構(gòu)成的串聯(lián)共振.與由C0,C1與L1構(gòu)成的并聯(lián)共振.起到了產(chǎn)生頻率的作用.具有穩(wěn)定.抗干擾性能良好的.石英晶體.有天然的也有人造的.是一種重要的壓電晶體材料.石英晶體本身并非振蕩器.它只有借助于有源激勵(lì)和無(wú)源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩.盡管石英晶體振蕩器的應(yīng)用已有幾十年的歷史.但因其具有頻率穩(wěn)定度高這一特點(diǎn).故在電子技術(shù)領(lǐng)域中一直占有重要的地位.尤其是信息技術(shù)(IT)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展.更使這種晶體振蕩器煥發(fā)出勃勃生機(jī).廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中.下面龍湖電子給大家介紹一下關(guān)于石英晶振層次的技術(shù)方面.

定義的地層級(jí)別

  美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)于1987年首次發(fā)布了名為“數(shù)字網(wǎng)絡(luò)同步接口標(biāo)準(zhǔn)”(ANSI/T1.101-1987)的標(biāo)準(zhǔn).本文檔定義了數(shù)字網(wǎng)絡(luò)同步的層次級(jí)別和低性能要求.地層水平的要求見(jiàn)表A,表A提供了地層時(shí)鐘系統(tǒng)漂移和滑動(dòng)速率的比較和總結(jié).

  地層1被定義為完全自主的定時(shí)源,除了可能的年度校準(zhǔn)之外,它沒(méi)有其他輸入.地層1定時(shí)的通常來(lái)源是原子標(biāo)準(zhǔn)(銫束或氫脈澤)或參考振蕩器(OCXO晶振).最小可調(diào)范圍和最大漂移被定義為1x10或更小的分?jǐn)?shù)頻率偏移f/f.在這個(gè)最低精度下,經(jīng)過(guò)適當(dāng)校準(zhǔn)的信號(hào)源將提供比特流定時(shí),相對(duì)于絕對(duì)或完美的標(biāo)準(zhǔn),每4至5個(gè)月不會(huì)滑動(dòng)一次以上.原子標(biāo)準(zhǔn),如銫時(shí)鐘,有更好的性能.

  第1層時(shí)鐘是ANSI/T1.101中定義的主要參考源(PRS)的一個(gè)示例.或者,PRS源可以是采用來(lái)自協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)頻率和時(shí)間服務(wù)的直接控制的時(shí)鐘系統(tǒng),例如全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航系統(tǒng).GPS系統(tǒng)可用于提供地層1質(zhì)量的高精度,低成本定時(shí).

  地層2時(shí)鐘系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下跟蹤輸入,并在受損運(yùn)行條件下保持輸入?yún)⒖碱l率的最后最佳估計(jì)值.地層2時(shí)鐘系統(tǒng)要求最小調(diào)整(跟蹤)范圍為1.6x10.沒(méi)有輸入?yún)⒖嫉牡貙?的漂移在一年內(nèi)小于1.6x10.系統(tǒng)的短期漂移在24小時(shí)內(nèi)小于1×10.如果將該規(guī)范解釋為每24小時(shí)漂移1x10,當(dāng)?shù)貙?時(shí)鐘系統(tǒng)處于保持模式時(shí),這相當(dāng)于7天內(nèi)大約1次的幀滑移率.每天漂移小于2.5x10的地層2時(shí)鐘將導(dǎo)致第一幀滑移時(shí)間超過(guò)2個(gè)月.地層2時(shí)鐘的典型例子是銣標(biāo)準(zhǔn)和雙烘箱OCXO.

  層3被定義為時(shí)鐘系統(tǒng),它像層2一樣跟蹤輸入,但是范圍更廣.地層3時(shí)鐘系統(tǒng)要求最小調(diào)整(跟蹤)范圍為4.6x10.系統(tǒng)的短期漂移在24小時(shí)內(nèi)小于3.7x10.當(dāng)系統(tǒng)保持不變時(shí),這相當(dāng)于24小時(shí)內(nèi)大約255幀滑動(dòng).一些第3層時(shí)鐘設(shè)備不足以對(duì)SONET網(wǎng)元計(jì)時(shí).

  Bellecore文件《[參考文獻(xiàn)3,7和8》中定義的3E層是SONET設(shè)備要求的新標(biāo)準(zhǔn).地層3E跟蹤來(lái)自地層3或更好的源的1.544MHZ晶振的7.1Hz內(nèi)的輸入信號(hào).沒(méi)有輸入?yún)⒖嫉钠圃?4小時(shí)內(nèi)小于1x10.這不到24小時(shí)內(nèi)的四次框架滑移,相比之下,地層3的滑移量為255次.

  地層4被定義為時(shí)鐘系統(tǒng),它跟蹤地層2或3中的輸入,除了調(diào)節(jié)和漂移范圍是3.2x10.此外,地層4時(shí)鐘沒(méi)有保持能力,并且在沒(méi)有參考的情況下,在調(diào)整范圍限制內(nèi)自由運(yùn)行.幀滑移之間的時(shí)間可以少至4秒.

  4E層是一種新的客戶場(chǎng)所時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn),允許非自由運(yùn)行的保持特性.這一新級(jí)別旨在供客戶提供的設(shè)備用于擴(kuò)展其網(wǎng)絡(luò),但尚未標(biāo)準(zhǔn)化.

階層

  層1時(shí)鐘可以控制層2,3E,3,4E或4時(shí)鐘.地層2時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)地層2,3E,3,4E或4時(shí)鐘.3E層時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)3E層,3層,4E層或4層時(shí)鐘.地層3時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)地層3,4E或4時(shí)鐘.不建議將4E層或4層時(shí)鐘作為任何其他時(shí)鐘系統(tǒng)的時(shí)鐘源.

  由于較高層時(shí)鐘系統(tǒng)的捕獲和調(diào)整范圍較窄(2高于3,依此類(lèi)推),因此不建議從3E層或3層時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)2層時(shí)鐘.事實(shí)上,在某些傳輸受損的情況下,它不會(huì)工作.此外,在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中必須格外小心,在這些應(yīng)用中,不止一個(gè)第1層源被用來(lái)確保這些源是準(zhǔn)確的,并且可以追溯到其他標(biāo)準(zhǔn).另一個(gè)常用于檢查地層1時(shí)鐘源精度的標(biāo)準(zhǔn)是GPS系統(tǒng).GPS接收器也可以直接用作地層1質(zhì)量的來(lái)源.

  第1層時(shí)鐘管理,操作和維護(hù)可能是一項(xiàng)成本高昂的工作.原子源可能沒(méi)有很長(zhǎng)的免維護(hù)運(yùn)行時(shí)間間隔,并且可能會(huì)出現(xiàn)故障,而不會(huì)顯示源已關(guān)閉.此外,如果顯示第1層定時(shí)源不準(zhǔn)確,網(wǎng)絡(luò)必須能夠接受另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的定時(shí),直到問(wèn)題得到糾正.因此,GPS很有吸引力,以確保精度和最小化成本.

表A:層時(shí)鐘要求和層次結(jié)構(gòu)

  *為了根據(jù)漂移計(jì)算滑移率,假設(shè)頻率偏移等于24小時(shí)內(nèi)的上述漂移,這將累積位滑移,直到累積了193位.各種原子和晶體振蕩器的漂移率是眾所周知的,并且通常不是線性的或者不一定會(huì)持續(xù)增加.

網(wǎng)絡(luò)故障,會(huì)發(fā)生什么？

  如果由于時(shí)鐘系統(tǒng)處于保持狀態(tài)而出現(xiàn)幀滑移,會(huì)有什么懲罰？連接的設(shè)備是否停止工作？通常不會(huì).語(yǔ)音設(shè)備傾向于快速重新獲取幀同步,導(dǎo)致彈出或點(diǎn)擊,這通常不是問(wèn)題.根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率以及是否使用前向糾錯(cuò),數(shù)據(jù)電路會(huì)丟失一些比特.

  一些提供添加和刪除服務(wù)的多路復(fù)用設(shè)備中斷所有輸出干線,同時(shí)獲取新的同步源.如果由于電路噪聲,這種中斷可能會(huì)使網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)無(wú)用,因?yàn)榛瑒?dòng)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的下游滑動(dòng)(誤差或滑動(dòng)倍增).

  時(shí)鐘系統(tǒng)在電路損壞期間提供貼片晶振穩(wěn)定的頻率源.在時(shí)鐘保持漂移導(dǎo)致滑動(dòng)之前,連接的設(shè)備不會(huì)受到影響.一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘將把一天兩三次遇到問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò)改變成一個(gè)在主干中斷時(shí)保持定時(shí)的網(wǎng)絡(luò).只要修復(fù)時(shí)間與第一次幀滑移的時(shí)間相當(dāng)(見(jiàn)表A),網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)正常運(yùn)行,直到大修結(jié)束.

  因?yàn)榕紶柕氖д`總是會(huì)發(fā)生,所以最好的辦法就是盡量減少失誤的發(fā)生率.通過(guò)仔細(xì)的時(shí)鐘系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程,可以以合理的成本實(shí)現(xiàn)近乎完美的計(jì)時(shí),并且具有出色的可靠性和可維護(hù)性.