石英振荡器系列一:几种输出波形阐述及应用选择
来源：http://www.hneyq.com 作者：亿金电子 2020年10月09
石英振荡器系列一:几种输出波形阐述及应用选择
截止今日,长达8天的小长假已经宣告结束啦,各位都开始全身心的投入到工作中去了,但是我想应该还有像小编我一样依旧对假期恋恋不忘的朋友,但是没办法,还是得认真工作呀!寻思着节后给诸位准备点干货,所以接下来的一段时间都会围绕石英晶体振荡器为主题;今天我们要讨论的是振荡器的几种输出波形以及在应用过程中的适应性匹配.
只要是学过模拟电路以及数字电路并且对石英振荡器有一定了解的都知道,振荡器有两种输出,一种是单端输出,一种是双端输出,同时它的输出型号波形也分为好几种,并且每一种都有差距,这也就导致了我们在应用过程中的选择也会有所不同.
晶振常用的输出模式主要包括:TTL,CMOS,ECL,PECL,LVDS,Sine Wave.这几种波形都是目前行业常用的波形.其中TTL,CMOS,ECL,PECL,LVDS均属于方波,Sine Wave属于正弦波.通常,方波输出功率大,驱动能力强,但谐波分量丰富;正弦波输出功率不如方波,但其谐波分量(这是造成相位噪声的根本原因)小很多.下面就几种常用的波形进行介绍.
CMOS (互补金属氧化物半导体CMOS逻辑电路),传输延迟时间慢,功耗低,属于电压控制器件.CMOS相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗.对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动.HCMOS采用全静态设计,高速互补金属氧化物半导体工艺,CMOS采用互补金属氧化物半导体.CMOS最终将会被HCMOS所替代,但这都是后话了.
PECL:ECL电路速度快,驱动能力强,噪声小,很容易达到几百MHz的应用,但是功耗大,需要负电源.为简化电源,出现了PECL(ECL结构,改用正电压供电)和LVPECL的输出模式.LVPECL即是Low Voltage PosiTIve Emitter-Couple Logic(低压正发射极耦合逻辑),LVPECL是由ECL和PECL发展而来,LVPECL的典型输出为一对差分信号,他们的射极通过一个交流源接地.
LVDS: (低电压差分信号),为差分对输入输出,内部有一个恒流源3.5～4mA,在差分线上改变方向和电平来表示“1”和“0”.通过外部的100欧匹配电阻(并接在差分线上靠近接收端)转换为±350mV的差分电平.LVDS使用注意:可以达到600MHz以上,PCB要求较高,差分线要求严格等长,差最好不超过10mil(0.25mm);100欧电阻离接收端距离不能超过500mil,最好控制在300mil以内.
Clipped Sine Wave:削顶正弦波(Clipped Sine Wave).相比方波的谐波分量少很多,但驱动能力较弱,在负载10K//10PF时Vp-p为0.8Vmin.通常为SMD 7050,SMD5032,SMD3225等封装的表贴温补晶振使用的输出波形.
Sin Wave:通常晶振正弦波输出的负载阻抗为50欧姆.波形的谐波分量很小,一般谐波抑制都优于-30dBc.正弦波输出晶振通常用于射频信号处理,频率源等应用场合.
很显然,这些输出波形各有千秋,有的功耗过大,相位噪声过高,但是驱动功率强大,而有的呢却是恰恰相反,所以在应用和设计时应当按需进行选取.
那么我们又依照怎样的准则进行呢?自然是以需求为驱动了;比如你想要的效果是简便易用的话,那么选用LVDS;如果想要获得更高频率的话,LVDS,CMOS,PECL不失为很好的选择;而当输出频率大于150MHZ并且要降低功率的话,那CMOS和LVDS就比较合适;除此之外LVDS,LVPECL,CMOS的抖动性能也比较好,所以这三种输出方式在通常情况下是非常常见的.
以上就是有关本次有源晶振输出波形讨论的全部内容了,你学到了多少呢?如果还是有疑问的话可以致电亿金电子资讯相关详情.
石英振荡器系列一:几种输出波形阐述及应用选择
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只要是学过模拟电路以及数字电路并且对石英振荡器有一定了解的都知道,振荡器有两种输出,一种是单端输出,一种是双端输出,同时它的输出型号波形也分为好几种,并且每一种都有差距,这也就导致了我们在应用过程中的选择也会有所不同.
CMOS (互补金属氧化物半导体CMOS逻辑电路),传输延迟时间慢,功耗低,属于电压控制器件.CMOS相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗.对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动.HCMOS采用全静态设计,高速互补金属氧化物半导体工艺,CMOS采用互补金属氧化物半导体.CMOS最终将会被HCMOS所替代,但这都是后话了.
PECL:ECL电路速度快,驱动能力强,噪声小,很容易达到几百MHz的应用,但是功耗大,需要负电源.为简化电源,出现了PECL(ECL结构,改用正电压供电)和LVPECL的输出模式.LVPECL即是Low Voltage PosiTIve Emitter-Couple Logic(低压正发射极耦合逻辑),LVPECL是由ECL和PECL发展而来,LVPECL的典型输出为一对差分信号,他们的射极通过一个交流源接地.
LVDS: (低电压差分信号),为差分对输入输出,内部有一个恒流源3.5～4mA,在差分线上改变方向和电平来表示“1”和“0”.通过外部的100欧匹配电阻(并接在差分线上靠近接收端)转换为±350mV的差分电平.LVDS使用注意:可以达到600MHz以上,PCB要求较高,差分线要求严格等长,差最好不超过10mil(0.25mm);100欧电阻离接收端距离不能超过500mil,最好控制在300mil以内.
Clipped Sine Wave:削顶正弦波(Clipped Sine Wave).相比方波的谐波分量少很多,但驱动能力较弱,在负载10K//10PF时Vp-p为0.8Vmin.通常为SMD 7050,SMD5032,SMD3225等封装的表贴温补晶振使用的输出波形.
Sin Wave:通常晶振正弦波输出的负载阻抗为50欧姆.波形的谐波分量很小,一般谐波抑制都优于-30dBc.正弦波输出晶振通常用于射频信号处理,频率源等应用场合.
很显然,这些输出波形各有千秋,有的功耗过大,相位噪声过高,但是驱动功率强大,而有的呢却是恰恰相反,所以在应用和设计时应当按需进行选取.
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