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.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.

在其他系統中,DJ歸因于電路板PSU噪聲,串擾和電纜設計的影響導致頻帶不足,而RJ歸因于專用集成電路噪聲.系統設計者的任務是改進專用集成電路設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[結構和特性]

從以上部分可以看出,保持信號質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構(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構.

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出出色的抗噪聲,抖動和雜散能力,能夠在所有應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構,導致低功耗.

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計方法,該電路用于抑制基波的負電阻,以所需頻率的一個數量級(在本例中為第三個)產生負電阻.這種類型的振蕩實現了高頻輸出,這是基波振蕩難以實現的.此外,保持高品質因數的能力提供了有利的相位噪聲鄰近特性.然而,電路設計(調整)很復雜,這會導致更高的功耗.此外,容量比使得保持頻率可變寬度更加困難.

第三種振蕩拓撲是使用鎖相環的振蕩器.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產生與輸入信號同步的信號,并輸出所需的頻率.因此,使用鎖相環電路技術的振蕩器在實現高頻以及能夠以期望頻率產生輸出信號的便利性方面是優越的.然而,這種類型的振蕩器會導致復雜的電路結構,顯著的功耗,并可能對噪聲和抖動性能產生負面影響.如前所述,利用硅微機電系統振蕩器,補償硅諧振器的粗略溫度特性需要使用鎖相環電路技術(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量的指標.

最后,液晶振蕩器類似于鎖相環.這些產品提供了極大的便利.此外,施加功率將導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,這導致較差的頻率穩定性和老化,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構,因此基于應用的產品選擇非常重要.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量.

[介紹通信系統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品之一,我們已經生產了一系列不同抖動特性的產品,用于高速通信系統.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(SG系列),VCXO(VG系列)的石英晶體振蕩器,以及采用SAW技術實現最佳抖動性能的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.我們所有的產品都保留了晶體的潛力,同時提供產品規格,足以滿足客戶對各種應用中信號質量的期望.