選擇合適的振蕩器通常需要權衡多個因素。本文將簡單闡述影響振蕩器最關鍵的八大參數。

 

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，盡jin管guan時shi鍾zhong信xin號hao是shi係xi統tong中zhong所suo有you信xin號hao賴lai以yi存cun在zai的de“心跳”。

 

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1. 頻率

 

振蕩器的最基本參數是頻率，即振蕩器輸出信號的重複率（周期）。頻率以赫茲（Hz）為單位，即每秒所包含的周期數。目前，SiTime的振蕩器可為低功耗器件提供低至1Hz的頻率
，同時也支持高至725MHz的器件。SiTime振蕩器的頻率可在其頻率範圍內進行編程，精確到小數點後六位。

 

2. 頻率穩定性

 

頻率穩定性是振蕩器的基本性能指標之一
，參考額定輸出頻率通常以百萬分率（parts per million
，ppm）或十億分率（parts per billion，ppb）計。它表示外部條件導致的輸出頻率與理想值的偏差。因此，穩定性數值越小，性能越好。

 

不同振蕩器類別，影響頻率穩定性的外部條件可能不同，但通常包括溫度變化以及在25°C時測量的初始補償。同時還可能包括隨時間變化的頻率老化
、頻率偏移、電源電壓變化和輸出負載變化等電氣條件。

 

3. 抖動和相位噪聲

 

相xiang位wei噪zao聲sheng及ji在zai時shi域yu下xia測ce量liang的de抖dou動dong的de重zhong要yao度du，通tong常chang被bei認ren為wei是shi繼ji振zhen蕩dang器qi頻pin率lv穩wen定ding性xing之zhi後hou的de性xing能neng指zhi標biao。相xiang位wei噪zao聲sheng和he抖dou動dong與yu係xi統tong性xing能neng直zhi接jie相xiang關guan，會hui影ying響xiang串chuan行xing數shu據ju係xi統tong中zhong的de誤wu碼ma率lv（bit-error-ratio
，BER）等參數。相位噪聲和抖動是量化時鍾信號噪聲的兩種方法。相位噪聲用來測量頻域內的時鍾噪聲；抖動則是用來測量時域內噪聲對時鍾的影響。

 

由(you)於(yu)抖(dou)動(dong)和(he)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)是(shi)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)時(shi)序(xu)誤(wu)差(cha)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)，因(yin)此(ci)在(zai)評(ping)估(gu)總(zong)時(shi)序(xu)預(yu)算(suan)時(shi)，需(xu)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)時(shi)鍾(zhong)噪(zao)聲(sheng)。這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)件(jian)簡(jian)單(dan)的(de)事(shi)情(qing)。並(bing)非(fei)所(suo)有(you)振(zhen)蕩(dang)器(qi)廠(chang)商(shang)都(dou)會(hui)以(yi)相(xiang)同(tong)的(de)方(fang)式(shi)指(zhi)定(ding)抖(dou)動(dong)。抖(dou)動(dong)要(yao)求(qiu)因(yin)應(ying)用(yong)而(er)異(yi)，頻(pin)域(yu)內(nei)測(ce)量(liang)的(de)集(ji)成(cheng)相(xiang)位(wei)抖(dou)動(dong)分(fen)別(bie)有(you)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)抖(dou)動(dong)和(he)不(bu)同(tong)的(de)集(ji)成(cheng)範(fan)圍(wei)。

 

4. 輸出信號格式

 

芯片組供應商可以為定時芯片指定所需的輸出信號模式。輸出類型分為兩類：單端或差分。單端振蕩器成本較低，易於實現，但也有局限性。例如它們對電路板噪聲比較敏感
，因此通常更適合166MHz以下的頻率。LVCMOS（Low-voltage CMOS）是最常見的單端輸出類型，可以軌到軌擺動。

 

差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)相(xiang)對(dui)來(lai)說(shuo)則(ze)是(shi)一(yi)種(zhong)更(geng)昂(ang)貴(gui)的(de)選(xuan)擇(ze)，但(dan)其(qi)性(xing)能(neng)更(geng)好(hao)，是(shi)高(gao)頻(pin)應(ying)用(yong)的(de)首(shou)選(xuan)。由(you)於(yu)差(cha)分(fen)走(zou)線(xian)常(chang)見(jian)的(de)所(suo)有(you)噪(zao)聲(sheng)都(dou)將(jiang)被(bei)消(xiao)除(chu)，因(yin)此(ci)此(ci)模(mo)式(shi)對(dui)外(wai)部(bu)噪(zao)聲(sheng)不(bu)那(na)麼(me)敏(min)感(gan)，會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)低(di)的(de)抖(dou)動(dong)和(he)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)（EMI）。最常用的差分信號類型包括LVPECL、LVDS和HCSL。

 

5. 電源電壓

 

電源電壓，以伏特（V）為單位，是操作振蕩器所需的輸入電源。電源電壓通過VDD引腳為振蕩器供電，因此有時也被稱為VDD。單端振蕩器的標準電壓包括1.8V
、2.5V和3.3V。現代差分振蕩器的電壓通常介於2.5V和3.3V之間。

 

6. 電源電流

 

電源電流是指振蕩器的最大工作電流


，以微安（μA）或毫安（mA）為單位
，在最大電壓或標稱電壓下進行測量。典型電源電流是在沒有負載的情況下測量的。

 

7. 工作溫度範圍

 

工作溫度範圍規定了器件預期工作的環境溫度，需符合數據規格。常見的溫度範圍是： - 商業級、車規級4級：0至+70°C - 商業擴展級：-20至+70°C - 工業級、車規級3級：-40至+85°C - 工業擴展級
，車規級2級：-40至+105°C - 車規級1級：-40至+125°C - 軍工級：-55至125°C - 車規級0級：-40至150°C

 

8. 封裝

 

振蕩器通常采用金屬、陶瓷或塑料封裝技術，采用多種行業標準封裝尺寸。焊盤（引腳）的排列可能因供應商而異
，但x-y的整體尺寸是標準化的。通常有四個引腳的單端振蕩器的常見封裝尺寸包括： - 2016：2.0 x 1.6 mm - 2520：2.5 x 2.0 mm - 3225：3.2 x 2.5 mm - 5032：5.0 x 3.2 mm - 7050：7.0 x 5.0 mm

 

差分振蕩器有六個引腳
，通常采用較大的3225
、5032和7050封裝尺寸。

 

一些專用振蕩器
，如恒溫控製式晶體振蕩器（OCXO），采用的封裝尺寸要大得多。通常為25.4 x 25.4mm，範圍從9.7 x 7.5mm到135 x 72mm。

 

振蕩器的封裝類型豐富

 

其它參數

 

本(ben)文(wen)中(zhong)所(suo)列(lie)出(chu)的(de)八(ba)項(xiang)參(can)數(shu)是(shi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)選(xuan)擇(ze)振(zhen)蕩(dang)器(qi)時(shi)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)規(gui)格(ge)參(can)數(shu)。但(dan)是(shi)根(gen)據(ju)應(ying)用(yong)的(de)不(bu)同(tong)，有(you)時(shi)還(hai)需(xu)考(kao)慮(lv)許(xu)多(duo)其(qi)它(ta)參(can)數(shu)和(he)功(gong)能(neng)。這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)包(bao)括(kuo)降(jiang)低(di)EMI特性、頻率微調的拉動範圍、啟動時間和質量/可靠性等。

 

對於高性能應用
，除了保證基本的頻率穩定性之外
，還應考慮其它額外的穩定性相關規格要求。比如老化、頻率與溫度的斜率（ΔF/ΔT）、熱滯後

、阿倫方差（Allan deviation）、哈達瑪方差（Hadamard Variance）、保持特性（holdover）和重現性（retrace）等。