用于數(shù)據(jù)中心和光網(wǎng)絡(luò)的低抖動(dòng)時(shí)鐘溫控晶振

適用于溫度控制穩(wěn)定的石英晶體振蕩器,無(wú)論是溫度補(bǔ)償還是烤箱操作是必需的,輸出波形,頻率和精度,穩(wěn)定性是三個(gè)主要參數(shù)值,溫控時(shí)鐘晶振廣泛的使用于數(shù)據(jù)中心和光網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸中心,振蕩器規(guī)范中基本的元素是輸出頻率,在任何給點(diǎn)時(shí)間振蕩器的輸出頻率將與所需的指定頻率不同導(dǎo)致頻率誤差.而切割石英晶體的角度決定了石英晶體的溫度特性水晶.

絕大多數(shù)系統(tǒng)都需要一個(gè)兼容PECL的晶體振蕩器輸出,CMOS兼容或遵循一些其他標(biāo)準(zhǔn)接口,任何這些輸出都可以簡(jiǎn)單由跟隨溫度補(bǔ)償晶振的電路產(chǎn)生,說(shuō)明了一些常見(jiàn)的邏輯電平在圖1中.頻率誤差此錯(cuò)誤由三個(gè)主要參數(shù)組成:1.初始準(zhǔn)確性:這通常定義為振蕩器輸出頻率之間的差異振蕩器制造商在發(fā)貨時(shí)指定的頻率為25°C,什么時(shí)候指定精度時(shí),假設(shè)用戶沒(méi)有調(diào)整振蕩器輸出的規(guī)定頻率,當(dāng)包括頻率調(diào)諧控制時(shí),不再需要指定精度,相反,調(diào)整調(diào)整的范圍和可設(shè)置性變得更加重要.

2.溫度穩(wěn)定性:圖2顯示了晶體頻率與溫度的典型特征,它是圖3中所示的一系列曲線之一,圖3顯示一條極端曲線A具有相對(duì)平坦的斜率(良好的溫度穩(wěn)定性)室溫,但在高溫和低溫下頻率非常敏感,另一個(gè)極端,曲線B,在室溫附近顯示出更高的靈敏度,但也提供了整體最佳溫度在寬溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定,為每個(gè)單獨(dú)的壓電晶體選擇該系列曲線的適當(dāng)特性需求,在設(shè)計(jì)良好的振蕩器中,主要確定穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系根據(jù)晶體的溫度特性,振蕩器制造商必須選擇符合振蕩器電路的晶體特性,以確保其固有的穩(wěn)定性晶體不會(huì)降解.

3.老化(長(zhǎng)期穩(wěn)定性):老化是指晶體工作頻率的連續(xù)變化隨著時(shí)間的推移,所有其他參數(shù)(溫度,電源電壓等)保持不變,越好加工晶體時(shí),老化速率越低(即長(zhǎng)期穩(wěn)定性越高),數(shù)字圖4顯示了典型的老化曲線,它說(shuō)明了當(dāng)石英振蕩器最初被開(kāi)啟時(shí)制造商,晶體迅速老化但其穩(wěn)定性隨時(shí)間而提高,雖然老化率會(huì)下降通常隨著時(shí)間的推移不斷改進(jìn),大多數(shù)晶體達(dá)到接近其最低老化速率開(kāi)機(jī)幾個(gè)月后.

總之對(duì)于大多數(shù)時(shí)鐘晶體振蕩器要求,規(guī)范完整電氣元件有以下:頻率,輸出電平(波形),電源電壓,初始精度和溫度穩(wěn)定,當(dāng)整體精度穩(wěn)定性規(guī)范變得過(guò)于嚴(yán)格,無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘晶體振蕩器來(lái)滿足時(shí),基本上消除初始精度誤差,并通過(guò)結(jié)合周期性地補(bǔ)償老化振蕩器如前所述進(jìn)行頻率調(diào)節(jié),通過(guò)使用更高等級(jí)的晶體可以改善老化,并且具有更高的等級(jí)電路保持低恒定晶體電流,通過(guò)使用溫度補(bǔ)償技術(shù)或外殼可以改善溫度穩(wěn)定性烤箱里的振蕩器.