關(guān)于晶振的幾個概念說明

1、 什么是晶體？

答：晶體是一種在固定頻率下振動的無源諧振器?？梢允鞘⒒蚧?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/7888/" target="_blank">MEMS形式。這些器件用于集成振蕩器電路的半導(dǎo)體集成電路的外部始終參考。常見的封裝形式有49-U、49-S、貼片四腳（實際工作只用兩腳）等。英文一般用Crystal表示。晶體就是無源晶振。

2、 什么是晶振？

答：晶振也叫振蕩器、有源晶振，是由晶體（諧振器）和振蕩電路組成，能夠產(chǎn)生時鐘信號的有源器件。有源晶振需要提供外部電源才可以工作，英文一般用Oscillator表示。

3、 什么是單端晶振？

答：單端晶振是有源晶振，所謂的單端是指其輸出信號，一般為LVCMOS輸出。單端晶振多為貼片四腳封裝，其中一個電源引腳、一個接地引腳、一個使能或懸空引腳、一個輸出引腳。

4、 什么是差分晶振？

答：差分晶振是有源晶振，差分是指其輸出信號。差分晶振一般用于高性能系統(tǒng)如 10G/40G/100G 的以太網(wǎng)中來提供高頻信號（100 MHz 或以上）。相對于單端晶振，差分晶振利用兩個相位完全相反的信號，消除了共模噪聲，從而產(chǎn)生更高的系統(tǒng)性能。差分晶振用在高速系統(tǒng)中，以確保在具有電源噪聲和其它噪聲源的情況下能夠獲得信號的最佳完整性和穩(wěn)定性。?

雖然在某些情況下也會用到 CML，但是最常用的差分輸出信號類型主要包括 LVPECL、LVDS 和 HCSL。通常，基于石英的差分振蕩器的穩(wěn)定度在±20ppm 至±100ppm 之間。MEMS 差分硅晶振可以支持的穩(wěn)定性低至±2.5 ppm 的，這種器件的優(yōu)點保證以太網(wǎng)設(shè)計時需要的頻率偏移，從而產(chǎn)生最佳的吞吐量。

5、 什么是VCXO？

VCXO 又叫壓控晶振，屬于有源器件。通過電壓控制 (VC)，可以在一個稱為拉動范圍（Pull Range）的特定范圍內(nèi)微調(diào)振蕩器輸出。VCXO 通常用于電信、寬帶、視頻和儀器儀表的時鐘同步。?

基于石英的 VCXO 的輸出頻率拉動或微調(diào)的范圍在±50 至±200ppm 之間。石英壓控振蕩器的拉動的線性范圍變化通常在 5％至 10％之間。

MEMS VCXO 支持的拉動范圍更是高達(dá)±3600 ppm，并且拉動范圍的線性偏差降至 0.1％（優(yōu)于石英器件50 倍），使同步環(huán)路更容易實現(xiàn)。

6、 什么是TCXO？

TCXO 也叫溫補(bǔ)晶振，屬于有源器件。此類器件通常在整個工作溫度范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度為±0.1ppm至±5ppm。這種器件用于需要精確時鐘參考的應(yīng)用中，如高性能電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括小基站、同步以太網(wǎng)、光傳輸和 GNSS 模塊等。

MEMS TCXO在氣流、溫度快速變化、機(jī)械沖擊、振動、EMI和電源噪聲等環(huán)境下，可提供明顯優(yōu)于石英TCXO的穩(wěn)定動態(tài)特性。

7、 什么是OCXO？

OCXO 也叫恒溫晶振。這種器件具有很高的穩(wěn)定性，通常優(yōu)于±50ppb，甚至經(jīng)常達(dá)到±5 至±20 ppb 之間。OCXO 將溫度感知和補(bǔ)償電路與晶體封裝到一個受加熱的金屬盒中，創(chuàng)造出一個溫度相對恒定的烘箱來實現(xiàn)高度的穩(wěn)定性。雙爐 OCXO（烘箱內(nèi)另有一個烘箱）的穩(wěn)定性可達(dá)到<±1 ppb 級別。

OCXO 一般使用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且功耗較大，低等級 OCXO 功耗為 350mW，而雙爐 OCXO 功耗將達(dá)到 2.5W。 OCXO 的性能一致性欠佳，而且容易出現(xiàn)各種故障。

8、 什么是三級鐘（Stratum 3）?

Bellcore GR-1288 定義了五個層級 (Stratum)，不同性能水平的網(wǎng)絡(luò)需要的參考時鐘（同步網(wǎng)絡(luò)時鐘）內(nèi)在精度不同。級數(shù)越低，時鐘越準(zhǔn)確。

l? Stratum 1

l? Stratum 2

l? Stratum 3

l? Stratum 4

Stratum 3 的自由運行穩(wěn)定性為 20 年以上的偏差在±4.6 ppm 之間，24 小時以上的持續(xù)偏差要求在±0.37 ppm 范圍內(nèi)，這兩個要求包括在所有條件下的頻率誤差。Stratum 3E 是 Stratum 3 更加精確的版本，具有相同的自由運行穩(wěn)定性，即±4.6 ppm，但 24小時以上的持續(xù)偏差僅為±0.01 ppm，是普通Stratum 3 性能的 37 倍。作為 Stratum 3 時鐘的主要選項，TCXO 已經(jīng)取代了 OCXO，但目前 OCXO 具有Stratum 3E 水平的穩(wěn)定性。

? ? ? ? ymf