石英晶體振蕩器中的抖動顧名思義,RJ(隨機抖動)指的是不可預(yù)測的抖動元素,可以基于器件本身的固有特性或由于熱噪聲等的影響而自然誘發(fā).隨著時間的推移,RJ特征越來越廣.參考信號源的實際抖動是由用作參考時鐘源的振蕩器引起的對RJ有貢獻的元素.

在其他系統(tǒng)中,DJ歸因于電路板PSU噪聲,串?dāng)_和電纜設(shè)計的影響導(dǎo)致頻帶不足,而RJ歸因于專用集成電路噪聲.系統(tǒng)設(shè)計者的任務(wù)是改進專用集成電路設(shè)計或改變電路板布局和組件,以減少TJ.

市場上振蕩器(參考信號源)的[結(jié)構(gòu)和特性]

從以上部分可以看出,保持信號質(zhì)量需要選擇不受噪聲或抖動影響的參考時鐘源.接下來,我們回顧目前市場上振蕩器的結(jié)構(gòu)(類型)和特性.

目前市場上使用的振蕩器類型可分為四大類.圖4顯示了每種類型的結(jié)構(gòu).

第一種類型是基本振蕩器,這是市場上最流行的振蕩器類型.這些石英晶體振蕩器表現(xiàn)出出色的抗噪聲,抖動和雜散能力,能夠在所有應(yīng)用中提供高精度石英晶振和高性能特性.此外,基本振蕩器采用簡單的電路結(jié)構(gòu),導(dǎo)致低功耗.

第二種是使用第三泛音的振蕩器.泛音振蕩在濾波器電路中采用電路設(shè)計方法,該電路用于抑制基波的負(fù)電阻,以所需頻率的一個數(shù)量級(在本例中為第三個)產(chǎn)生負(fù)電阻.這種類型的振蕩實現(xiàn)了高頻輸出,這是基波振蕩難以實現(xiàn)的.此外,保持高品質(zhì)因數(shù)的能力提供了有利的相位噪聲鄰近特性.然而,電路設(shè)計(調(diào)整)很復(fù)雜,這會導(dǎo)致更高的功耗.此外,容量比使得保持頻率可變寬度更加困難.

第三種振蕩拓?fù)涫鞘褂面i相環(huán)的振蕩器.這種振蕩器使用石英或硅MEMS諧振器作為參考信號源,因為輸入信號使用鎖相環(huán)產(chǎn)生與輸入信號同步的信號,并輸出所需的頻率.因此,使用鎖相環(huán)電路技術(shù)的振蕩器在實現(xiàn)高頻以及能夠以期望頻率產(chǎn)生輸出信號的便利性方面是優(yōu)越的.然而,這種類型的振蕩器會導(dǎo)致復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),顯著的功耗,并可能對噪聲和抖動性能產(chǎn)生負(fù)面影響.如前所述,利用硅微機電系統(tǒng)振蕩器,補償硅諧振器的粗略溫度特性需要使用鎖相環(huán)電路技術(shù)(因為補償范圍太寬,模擬溫度補償是不可能的).因此,這種類型被認(rèn)為在控制噪聲和抖動方面存在缺點,而噪聲和抖動是信號質(zhì)量的指標(biāo).

最后,液晶振蕩器類似于鎖相環(huán).這些產(chǎn)品提供了極大的便利.此外,施加功率將導(dǎo)致更大的振幅和地板噪聲,這可以保持在最小.相反,它們的問題在于材料的低Q值,這導(dǎo)致較差的頻率穩(wěn)定性和老化,以及載波頻率附近的噪聲問題.

如上所述,市場上的各種溫補晶體振蕩器包括各種結(jié)構(gòu),因此基于應(yīng)用的產(chǎn)品選擇非常重要.在愛普生,我們相信,我們可以為客戶提供基準(zhǔn)單源所需的振蕩器性能(相位噪聲,相位抖動和雜散特性),從而有助于保持信號質(zhì)量.

[介紹通信系統(tǒng)中使用的具有低相位抖動特性的愛普生振蕩器]

愛普生晶振將基波振蕩器(類型1)定位為我們的主要產(chǎn)品之一,我們已經(jīng)生產(chǎn)了一系列不同抖動特性的產(chǎn)品,用于高速通信系統(tǒng).我們振蕩器系列的主要例子如表1所示.

通常,我們使用晶體單元作為振蕩源.然而,at切割晶體用于高達80MHz和80MHz以上的頻率,我們提供采用倒臺面AT切割(HFF:高頻基本)技術(shù)(SG系列),VCXO(VG系列)的石英晶體振蕩器,以及采用SAW技術(shù)實現(xiàn)最佳抖動性能的SAW(EG,XG系列)和VCSO振蕩器(EV系列).我們還提供多種產(chǎn)品系列來滿足輸出需求,包括基于

CMOS,低壓PECL,LVDS和HCSL差分晶振輸出格式.我們所有的產(chǎn)品都保留了晶體的潛力,同時提供產(chǎn)品規(guī)格,足以滿足客戶對各種應(yīng)用中信號質(zhì)量的期望.