KOAN有源晶振的主要参数

KOAN晶振 2022-02-17 10:29

有源晶振Clock Oscillator比无源晶振输出信号质量好,稳定度高,不受外部电路影响,内部有独立的起振芯片。


KOAN时钟晶振分为四个大类:

  • KS系列:普通时钟晶振,方波输出;

  • KD系列:差分晶振,LVDS, HCSL等输出;

  • KJ系列:低抖动晶振

  • KM系列:扩频晶振


1
封装尺寸

时钟振荡器有贴片SMD和直插DIP两种封装。尺寸有多种选择:

引脚有4/6/8个。通常CMOS输出晶振有4/6个引脚。差分输出晶振有6/8个引脚。具体详见《有源晶振引脚定义和接法》。


2
频率范围

晶振最基本的参数就是频率,输出信号的周期,频率经常以Hz为单位,每秒包含的周期数。CMOS输出频率最高可达到245MHz;LVDS输出频率最高达到2.1GHz;HCSL频率最高可达到700MHz。


*KOAN型号命名小技巧:KS系列中如果后面加两位数字,例如KS50,则表示为MHz/GHz频率晶振;如果加四位数字,例如KS5032,则表示为KHz频率晶振。如下图:

3
供给电圧

电压以伏特为单位,是振荡器所需要的输入电源。电源电压通过VDD/Supply Voltage引脚供电。一般电压有1.8V/2.5V/3.3V. 差分晶振的电压一般为2.5V/3.3V. 管脚图如下,四脚为电压端。

4
输出波形

时钟晶振的常见输出波形有分为单端和差分。单端有CMOS/TTL输出,输出功率大,驱动能力强,主要应用在数字通信系统时钟上,用来驱动计数电路。另外差分输出有LVDS HCSL等,其特点为电路速度快,驱动能力小,噪声小,高频,但是功耗大。根据应用领域和需求选择输出波形,详见《晶振输出波形的的选择》。下图是方波晶振的测试数据截图:

5
调整频差

频率稳定性是晶振的基本性能参数,单位为ppm,含义是百万分率Part per millon。调整频差指的是在常温25℃下频率稳定性,一般为±5ppm~±30ppm。ppm值越低,说明稳定度高。


6
温度频差vs温度范围

温度范围是元器件可以工作的环境温度,例如KS50分为5个温度范围。-20~70℃属于普通级;-40~85℃属于工业级;-55~125℃属于宽温产品,军工级别。

在不同的温度范围内,频率变化量用ppm/ppb表示。ppm含义为parts per million;ppb含义为parts per billion。温度频差表示外部条件导致输出频率和理想频率的偏差。


7
工作电流

振荡器的最大工作电流,一般为μA或者mA为单位。


8
抖动和相位噪声

晶振的短期频率稳定度由噪声引起导致的频率不稳定。其中,电噪声是根本原因。电噪声包括热噪声,散弹噪声,以及闪变噪声。导体的无规律热运动带来热噪声。从频域来看,对应的参数是相位噪声(Phase Noise);从时域来看,对应的参数是抖动(Jitter)。时间和频域之间的关系互为倒数Time=1/Frequency


9
年老化率

频率随着时间的定向漂移,也称为老化。老化在学术界被认为是‘质量迁移’和‘应力驰豫’这两个原因产生的。详见《晶振的老化率》。




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