石英振蕩器系列一:幾種輸出波形闡述及應用選擇
來源：http://www.lbfp.com.cn 作者：億金電子 2020年10月09
石英振蕩器系列一:幾種輸出波形闡述及應用選擇
截止今日,長達8天的小長假已經宣告結束啦,各位都開始全身心的投入到工作中去了,但是我想應該還有像小編我一樣依舊對假期戀戀不忘的朋友,但是沒辦法,還是得認真工作呀!尋思著節后給諸位準備點干貨,所以接下來的一段時間都會圍繞石英晶體振蕩器為主題;今天我們要討論的是振蕩器的幾種輸出波形以及在應用過程中的適應性匹配.
只要是學過模擬電路以及數字電路并且對石英振蕩器有一定了解的都知道,振蕩器有兩種輸出,一種是單端輸出,一種是雙端輸出,同時它的輸出型號波形也分為好幾種,并且每一種都有差距,這也就導致了我們在應用過程中的選擇也會有所不同.
晶振常用的輸出模式主要包括:TTL,CMOS,ECL,PECL,LVDS,Sine Wave.這幾種波形都是目前行業常用的波形.其中TTL,CMOS,ECL,PECL,LVDS均屬于方波,Sine Wave屬于正弦波.通常,方波輸出功率大,驅動能力強,但諧波分量豐富;正弦波輸出功率不如方波,但其諧波分量(這是造成相位噪聲的根本原因)小很多.下面就幾種常用的波形進行介紹.
CMOS (互補金屬氧化物半導體CMOS邏輯電路),傳輸延遲時間慢,功耗低,屬于電壓控制器件.CMOS相對TTL有了更大的噪聲容限,輸入阻抗遠大于TTL輸入阻抗.對應3.3V LVTTL,出現了LVCMOS,可以與3.3V的LVTTL直接相互驅動.HCMOS采用全靜態設計,高速互補金屬氧化物半導體工藝,CMOS采用互補金屬氧化物半導體.CMOS最終將會被HCMOS所替代,但這都是后話了.
PECL:ECL電路速度快,驅動能力強,噪聲小,很容易達到幾百MHz的應用,但是功耗大,需要負電源.為簡化電源,出現了PECL(ECL結構,改用正電壓供電)和LVPECL的輸出模式.LVPECL即是Low Voltage PosiTIve Emitter-Couple Logic(低壓正發射極耦合邏輯),LVPECL是由ECL和PECL發展而來,LVPECL的典型輸出為一對差分信號,他們的射極通過一個交流源接地.
LVDS: (低電壓差分信號),為差分對輸入輸出,內部有一個恒流源3.5～4mA,在差分線上改變方向和電平來表示“1”和“0”.通過外部的100歐匹配電阻(并接在差分線上靠近接收端)轉換為±350mV的差分電平.LVDS使用注意:可以達到600MHz以上,PCB要求較高,差分線要求嚴格等長,差最好不超過10mil(0.25mm);100歐電阻離接收端距離不能超過500mil,最好控制在300mil以內.
Clipped Sine Wave:削頂正弦波(Clipped Sine Wave).相比方波的諧波分量少很多,但驅動能力較弱,在負載10K//10PF時Vp-p為0.8Vmin.通常為SMD 7050,SMD5032,SMD3225等封裝的表貼溫補晶振使用的輸出波形.
Sin Wave:通常晶振正弦波輸出的負載阻抗為50歐姆.波形的諧波分量很小,一般諧波抑制都優于-30dBc.正弦波輸出晶振通常用于射頻信號處理,頻率源等應用場合.
很顯然,這些輸出波形各有千秋,有的功耗過大,相位噪聲過高,但是驅動功率強大,而有的呢卻是恰恰相反,所以在應用和設計時應當按需進行選取.
那么我們又依照怎樣的準則進行呢?自然是以需求為驅動了;比如你想要的效果是簡便易用的話,那么選用LVDS;如果想要獲得更高頻率的話,LVDS,CMOS,PECL不失為很好的選擇;而當輸出頻率大于150MHZ并且要降低功率的話,那CMOS和LVDS就比較合適;除此之外LVDS,LVPECL,CMOS的抖動性能也比較好,所以這三種輸出方式在通常情況下是非常常見的.
以上就是有關本次有源晶振輸出波形討論的全部內容了,你學到了多少呢?如果還是有疑問的話可以致電億金電子資訊相關詳情.
石英振蕩器系列一:幾種輸出波形闡述及應用選擇
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只要是學過模擬電路以及數字電路并且對石英振蕩器有一定了解的都知道,振蕩器有兩種輸出,一種是單端輸出,一種是雙端輸出,同時它的輸出型號波形也分為好幾種,并且每一種都有差距,這也就導致了我們在應用過程中的選擇也會有所不同.
CMOS (互補金屬氧化物半導體CMOS邏輯電路),傳輸延遲時間慢,功耗低,屬于電壓控制器件.CMOS相對TTL有了更大的噪聲容限,輸入阻抗遠大于TTL輸入阻抗.對應3.3V LVTTL,出現了LVCMOS,可以與3.3V的LVTTL直接相互驅動.HCMOS采用全靜態設計,高速互補金屬氧化物半導體工藝,CMOS采用互補金屬氧化物半導體.CMOS最終將會被HCMOS所替代,但這都是后話了.
PECL:ECL電路速度快,驅動能力強,噪聲小,很容易達到幾百MHz的應用,但是功耗大,需要負電源.為簡化電源,出現了PECL(ECL結構,改用正電壓供電)和LVPECL的輸出模式.LVPECL即是Low Voltage PosiTIve Emitter-Couple Logic(低壓正發射極耦合邏輯),LVPECL是由ECL和PECL發展而來,LVPECL的典型輸出為一對差分信號,他們的射極通過一個交流源接地.
LVDS: (低電壓差分信號),為差分對輸入輸出,內部有一個恒流源3.5～4mA,在差分線上改變方向和電平來表示“1”和“0”.通過外部的100歐匹配電阻(并接在差分線上靠近接收端)轉換為±350mV的差分電平.LVDS使用注意:可以達到600MHz以上,PCB要求較高,差分線要求嚴格等長,差最好不超過10mil(0.25mm);100歐電阻離接收端距離不能超過500mil,最好控制在300mil以內.
Clipped Sine Wave:削頂正弦波(Clipped Sine Wave).相比方波的諧波分量少很多,但驅動能力較弱,在負載10K//10PF時Vp-p為0.8Vmin.通常為SMD 7050,SMD5032,SMD3225等封裝的表貼溫補晶振使用的輸出波形.
Sin Wave:通常晶振正弦波輸出的負載阻抗為50歐姆.波形的諧波分量很小,一般諧波抑制都優于-30dBc.正弦波輸出晶振通常用于射頻信號處理,頻率源等應用場合.
很顯然,這些輸出波形各有千秋,有的功耗過大,相位噪聲過高,但是驅動功率強大,而有的呢卻是恰恰相反,所以在應用和設計時應當按需進行選取.
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