提供稳定时钟同步低抖动差分晶振

电子爱好者网报道(文章 / 李宁远)晶体振荡器是电子产品中的关键设备，电子产品的每个模块都需要晶体振荡器提供的稳定时钟信号才能同步工作。晶体振荡器除了提供稳定的时钟信号外，还在各种频率信号的生成和控制设备的运行中发挥着重要作用。

目前应用最广泛的应时晶体振动实际上使用了晶体的压电效应。当晶体的两个电极之间施加电压时，机械振动会因逆压效应而产生。相反，当晶体受到机械振动时，两端会产生电压，这就是正压效应。当外部交变电信号的频率与晶体的自然谐振频率一致时，晶体会产生强烈的机械振动，输出稳定的交流电信号，通常是准确稳定的。

稳定时钟石英晶振

石英晶体振荡器长期以来一直主导着电子产品的应用。这些晶体振荡器涵盖从低端(实时时钟)到高端(复杂无线电)。GPS 和军用 / 航空)每个应用程序。基于石英晶体的压电效应所产生的晶振，在精度和稳定性上远远强于瓷器晶振。

晶体振动可分为有源无源。无源晶体振动只包括应时晶体模块。没有谐振电路，振动信号只能与外部电路配合生成。有源晶体振动内置谐振电路，可直接导出稳定的时钟信号。

一些普通的无源晶振，低频 KHz 它主要用于移动终端、小型电子设备、钟表等时钟信号的应用。高频率 MHz 主要用于网络设备、汽车电子、智能家居、智能穿戴、智能医疗等新应用。

有源晶体振动有很多种，有两种不同的集成方式，每种方法都有自己的优缺点。第一种方法是将晶体谐振器与谐振电路常规结合，即 SPXO，并且简单地添加导出驱动器来支持不同的输出类型，这种方法很简单，但是可以支持的次数极其有限，频率支持完全依赖于所使用的应时晶体。

另外一种晶体集成方法， PLL，其 VCO 工作频率较高。这种方法在频率支持方面比较全面，但也需要更多的核心模块。

差分晶振的低抖动

对于所有时钟使用的晶体振动来说，低抖动是其核心性能。对于提高信号的稳定性和精度，低时钟信号的抖动尤为重要，时钟系统的稳定性也是建立在此基础上的。

当今的数据中心应用、汽车电子应用和工业自动化应用都需要晶体振动器来提供可靠的抗干扰和更持久、更准确的时钟信号。在这些应用中，差异晶体振动器受到青睐，引领了晶体振动器应用程序的高度传输。

差分晶振是一种有源晶振，很容易理解，就是导出是差分信号的晶振。它通过使用相位相反的信号，通过差分放大电路进行放大和处理，从而消除共模噪声，实现更高的性能。

不同的差异信号输出类型有不同的特点。低压正发射极藕合逻辑导出模式等常用的开关转换速度快，低抖动也给模式带来了较低的噪音导出。

LVDS，低压差分信号是一种具有代表性的低功耗、低误码率、低串扰和低辐射差分信号技术。由于差分晶振的选择和导出， LVDS 低功耗，低误码率，低串扰，低辐射特性。这种技术本身可能会导致高速信号中的阻抗不连续。

另一种导出方式是将高速电流转换为逻辑导出，主要用于逻辑导出。 PCIE 在高速串口通信应用中，可以提供最适合的晶振性能。

当前，这些差分晶振可以为数据中心提供精确的时钟同步和数据传输，为汽车电子控制和导航系统等提供精确的时钟和频率控制。 PLC、在工业领域，如机器人，提供稳定的时钟信号和精确的时间测量。

总结

随着数据速度和可靠性要求的不断提高，晶体振动需要满足不同的灵活性、尺寸、成本和抖动性能要求。基于差异化技术的晶体振动为这些新需求提供了很多帮助。

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