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1、基準(zhǔn)頻率:
晶振在完全理想條件下的振蕩頻率。
2、工作電壓:
晶振的工作需要外部提供一定的電源電壓,晶振輸出的時鐘信號上的噪聲與電源再說緊密相關(guān),因此在晶振器件資料上,對電源的質(zhì)量有一定的要求。
3、輸出電平:
晶振與晶體相比,最為突出的一點(diǎn)就是只要上電,就直接輸出時鐘信號。時鐘信號的電平也多種多樣,支持的電平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。在選型中,應(yīng)根據(jù)所需時鐘電平的種類選擇相應(yīng)的晶振。
4、工作溫度范圍:
根據(jù)環(huán)境溫度要求的不同,應(yīng)選擇對應(yīng)的工作溫度范圍。
5、頻率精度:
對應(yīng)不同的工作溫度范圍,可選擇不同的頻率精度。以±15ppm、-20~70℃為例,其含義是,在-20~70℃溫度范圍內(nèi),該晶振輸出頻率相對基準(zhǔn)頻率的偏差不會超過15ppm。該參數(shù)是晶振的重要參數(shù),包含了由于溫度變化、電源電壓波動、負(fù)載變化等因素引起的頻率偏差。
6、老化度:
在恒定的外接條件下測量晶振頻率,頻率精度與時間之間的關(guān)系。
7、啟動時間:
從上電到晶振輸出頻率的偏差達(dá)到規(guī)定的頻率精度所需要的時間。
8、時鐘抖動(Jitter):
周期抖動(JPER)是實(shí)測周期與理想周期之間的時間差。由于具有隨機(jī)分布的特點(diǎn),可以用峰-峰值或均方根(RMS)描述。首先定義門限VTH的時鐘上升沿位于時域的TPER(n),其中n是一個時域系統(tǒng),如圖所示。JPER表示為:

其中T0是理想時鐘周期。由于時鐘頻率固定,隨機(jī)抖動JPER的均值應(yīng)該為零,JPER的RMS可表示為:

下圖是周期抖動測量

利用示波器的邊沿觸發(fā)和余輝功能,可以粗略的測量信號的抖動。使用該方法的測量并不具有實(shí)際意義。(1)隨著測量時間的增加,測得的抖動值將不斷增加,即利用這種測量方法,無法得到確定的抖動值;(2)即使能得到確定的抖動值,這樣的值對電路設(shè)計也沒有任何指導(dǎo)意義,只能粗略判斷所使用的晶振的抖動情況。
9、相位噪聲:
在頻域上,數(shù)據(jù)偏移量用相位噪聲來定義。對于頻率為f0的時鐘信號而言,如果信號上不含抖動,則信號的所有功率應(yīng)集中在頻率點(diǎn)f0處,由于任何信號都存在抖動,這些抖動有些是隨機(jī)的,有些是確定的,分布于相當(dāng)廣的頻帶上,因此抖動的出現(xiàn)將使信號功率被擴(kuò)展到這些頻帶上。信號的相位噪聲,就是信號在某一特定頻率處的功率分量,將這些分量連接成的曲線就是相位噪聲曲線。相位噪聲通常定義為在某一給定偏移處的dBc/Hz值,其中dBc是以dB為單位的該功率處功率與總功率的比值。如一個振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內(nèi)的信號功率與信號總功率的比值,即在fm頻率處1Hz范圍內(nèi)的面積與整個噪聲頻率下的所有面積之比。

信號相位噪聲曲線圖
從相位噪聲曲線圖可知,絕大多數(shù)抖動都集中在頻率f0附近,距離f0越遠(yuǎn)的頻段,抖動能量越小。
以下面的例子為例,說明對時鐘輸入的要求:
RMS JPER(12kHz~20MHz):0.5ps
相位噪聲(10~100kHz):-120dBc/Hz
這實(shí)際上是兩個要求,一個是要求在頻段12kHz~20MHz內(nèi),均方根抖動不能大于0.5ps;另一方面要求在頻段10~100kHz內(nèi),任何頻點(diǎn)處的功率譜密度都不能超過-120dBc/Hz。