ABRACON Oscillator优化抖动性能与尺寸的PLL方案
　　这几年美国ABRACON晶振在我国市场知名度越来越高,成为最爱欢迎的美国晶振品牌之一,其产品的优越性能深入人心,所以国内不少厂家都是指定使用.ABRACON Oscillator系列产品独具特点,主要体现于他们的设计,架构,开发,解决方案等方面.接下来康华尔电子带大家一起揭示,ABRACON石英晶体振荡器产品,是如何优化低相位时钟抖动,封装尺寸,PLL设计的.
　　由于越来越需要更小的外形尺寸,系统设计人员面临与参考时钟抖动相关的根本挑战:随着参考振荡器内部石英晶体尺寸的减小,保持卓越的均方根抖动性能的能力变得具有挑战性.随着对整体系统尺寸和功能的不断需求,设计人员正在寻求能够在小尺寸和抖动性能方面达到最佳收敛的参考时钟.
基于PLL的解决方案:
　　从一开始,Abracon就一直致力于始终如一地实现这种融合,并以微型尺寸形式提供超低均方根抖动时钟石英晶体振荡器解决方案.2018年,Abracon在其Clear ClockTM系列下推出了两种解决方案,分别是5x3.2mm和5x7mm封装的AX5和AX7设备.这些器件基于先进的PLL技术,如图1所示,产生了出色的均方根抖动性能-在距载波12kHz至20MHz的频率范围内,通常优于150fs.

图1:基于PLL的AX5和AX7系列架构

　　在上述PLL方法中,采用了一些技术来改善相位噪声检测器基底的限制,从而使相位噪声斜率改善了收敛性-远离载波.AX5和AX7设备经过优化,可满足50MHz至2.1GHz载波频率之间的市场需求.可以在Abracon的生产工厂将这些设备配置为先前指定范围之间的任何所需频率.AX5和AX7解决方案具有提供业界领先的上限频率的能力,非常适合要求时钟参考频率大于200MHz的应用.
非基于PLL的解决方案:
　　但是,ABRACON晶振进一步认识到,对于要求100MHz和156.25MHz载波频率,甚至比AX5和AX7设备更小的外形尺寸的客户,其需求不断增长.这些要求通常以PCIExpress(PCIe),光收发器,存储和网络客户群为中心.
　　作为响应,Abracon开发了一种在微型封装尺寸下具有卓越抖动性能的解决方案.该公司最近推出了3.2x2.5x1.0mm封装的AX3系列超低均方根抖动时钟.该系列提供LVPECL,LVDS或HCSL输出配置.
　　使用LVDS或HCSL输出时,AX3器件可偏置为+1.8V,+2.5V或+3.3V,使用LVPECL输出配置时可偏置为+2.5V和+3.3V.通过对市场需求的全面了解,Abracon在以下列出的AX3超低抖动时钟系列中开发了(12)个独特的载波频率:100.00、114.00、114.285、120.00、122.88、125.00、135.00、148.50、150.00、155.52、156.25和200.00MHz.

图2:非基于PLL的AX3系列架构

　　AX3性能的秘密在于其简单性.精心设计的第三个泛音晶体坯料,以及对所需载波信号的正确捕获,可确保在感兴趣的载波上具有出色的均方根抖动性能.如图2所示,AX3架构没有采用典型的PLL方法,因此没有“上变频”.简单来说,没有小数或整数乘法用于生成的信号,因此,最终输出频率具有与第三泛音石英晶体的谐振频率呈一一对应关系.缺少小数乘法可以简化设计,并在3.2x2.5x1.0mm微型封装中提供最佳的抖动.
　　Abracon在相同的包装尺寸下将AX3系列的性能与主要竞争对手的解决方案进行了比较.如图3所示,AX3在156.25MHz载波上的均方根抖动性能方面比主要竞争对手平均高出68％.
Abracon认为,竞争对手的解决方案基于反向台面晶体技术,并且没有采用第三泛音晶体架构作为AX3系列.此外,竞争对手设备内部的有源电路在距载波10kHz至1MHz的偏移之间表现出大约-135dBc/Hz的阈值.此限制有助于在所关注的带宽(12kHz至20MHz)上降低均方根抖动性能.

图3:AbraconAX3系列性能与顶级竞争对手

　　为了确保在20年的产品使用寿命中符合±50ppm的全频率稳定性,Abracon优化了第三泛音晶体并将其调理为在-20°C至+70°C的温度范围内具有±15ppm的稳定性和±25ppm的稳定性在-40°C至+85°C的温度范围内,如图4所示.在20年的产品寿命中,具有设定公差,回流焊切换,频率牵引和推动以及老化–这种优化确保AX3系列有源晶振器件在20年内在所需的±50ppm全包边界条件下保持良好状态年产品寿命.

图4:AX3在-20°C至+70°C时具有±15ppm的稳定性,在-40°C至+85°C时具有±25ppm的稳定性

　　系统设计人员需要满足大小,性能和成本约束的创新时钟SMD晶振解决方案.Abracon的Clear ClockTM系列设备提供了小尺寸和出色抖动性能的理想融合.尤其是,AX3系列在100MHz和156.25MHz载波频率上胜过竞争对手.最后告诉大家一个好消息,从今年8月份起,Abracon晶振公司将开始提供所有已开发的的频率,通过各个国家的代理商和经销商供应,如有需要,可联系康华尔电子:0755-27837162.
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