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遥遥领先卡迪纳尔高性能时钟振荡器编码曝光

2023-10-07 16:06:21 

遥遥领先卡迪纳尔高性能时钟振荡器编码曝光,高速串行总线体系结构是当今高性能设计的规范。而并行总线标准经过一些变化,串行总线在多个市场和设备上建立起来——计算机、手机、娱乐系统等等。串行总线提供了性能优势和设计简化(更少的迹线)在电路和板布局中。串行数据链路在传输来自在处理系统中一点对另一点。为了确保准确的交付和接收,数字系统中的数据由时钟和数据恢复(CDR)电路控制,该电路随后充当数据系统中的握手。这个准确接收和解释数据的关键是准确地知道时钟边沿在哪里在任何时间点。

由于发射和接收设备可以在任何地方——从同一个桌面到在世界上,每个不同的位置或环境都有影响,可以影响时钟边缘如何从发送数据的时间到设备接收和解释数据的时间。这些影响是多方面的,包括温度、物理运动/振动,甚至时钟信号产生的架构。最终结果是无论是否拥有准确的数据,在任何系统中,“不”显然都不是一个选项。对于最终用户来说,这可能意味着体验质量差,互联网会话和相关服务中断(语音质量差视频内容的观看体验或损坏的数据文件内容)。作为衡量标准的性能特征时钟边缘的精确程度与预期位置的关系被称为“抖动”。有三种量化通常用于测量的抖动:
1.相位/RMS抖动——这可以被视为“精细聚焦”测量。这通常被称为“绝对抖动”是指时钟边缘位置与原本位置的全部差异
理想情况下——通常通过用网络分析仪测量信号的相位噪声来揭示(图a);

2.峰值抖动和峰间抖动,每一种都可以被认为是“过程”测量,并被打破归结为两个特征:
a.周期抖动(也称为周期抖动)任何一个时钟周期与理想或平均时钟之间的差异,周期——通常通过用示波器测量信号周期来显示(图B),以及

b.周期间抖动——任意两个相邻时钟周期的持续时间差异。对于微处理器和RAM接口中使用的某些类型的时钟生成电路,也可测量使用示波器(图C)
抖动性能/规格限制已由ITU-T、Telcordia等标准化机构确定以及IEEE。本地以太网(IEEE)抖动的规范和测试方法与SDH不同/SONET/SyncE(ITU-T,Telcordia)。
图30

随着下一代串行标准的数据速率的提高,模拟异常对信号完整性和质量的影响比以往任何时候都大。信号通路中的导体,包括电路板迹线、过孔、连接器,以及布线表现出具有降低信号电平的回波损耗和反射的更大的传输线效应,引起偏斜,并增加噪声,从而增加抖动。然而,一切都从基本系统时钟信号开始(SYSCLK或主时钟)。除了时钟信号的显著性能特性外根据所使用的体系结构和设计方法,信号可以显著变化——超过10倍。遥遥领先卡迪纳尔高性能时钟振荡器编码曝光.
实现了一个没有过多性能保护带(因此也没有过多成本)的系统设计专注于提供关于用于创建符合每个时钟信号的时钟信号的不同架构的更新具体的高速串行数据(HSSD)实现方案。特定抖动类型、定义和合规性测试方法已经有了很好的文档,这里不再赘述。
用于创建系统时钟的主要基础组件是石英晶体振荡器(“XO”),这是一种已使用多年的成熟技术。晶体振荡器本身具有固有的抖动特性它们的输出抖动将基于设计/电路以及它们的单价而变化。智能系统设计师意识到系统/产品/设计的总成本本身就是一个需要满足的“规范”。本文介绍了用于与推荐表一起创建信号的方法,以帮助潜在用户避免产生比必要的更高的组件成本。

Manufacturer Part Number Manufacturer Description Type 类型 Frequency 频率 Output 输出 Frequency Stability频率稳定度 Operating Temperature工作温度
CPPLC8L-B6-45.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 45.000MHZ CMOS SMD XO (Standard) 45MHz CMOS ±100ppm 0°C ~ 70°C
CPPLC8LZ-A7BP-40.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 40.000MHZ CMOS SMD XO (Standard) 40MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPLC8Z-A7BP-56.448TS Cardinal有源晶振 OSC XO 56.448MHZ CMOS SMD XO (Standard) 56.448MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8-A7BR-8.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 8.000MHZ TTL SMD XO (Standard) 8MHz TTL ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8L-A7BR-48.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 48.000MHZ TTL SMD XO (Standard) 48MHz TTL ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8Z-A7B6-15.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 15.000MHZ TTL SMD XO (Standard) 15MHz TTL ±100ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8Z-A7BP-14.4PD Cardinal有源晶振 OSC XO 14.40MHZ TTL SMD XO (Standard) 14.4MHz TTL ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8Z-A7BP-8.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 8.000MHZ TTL SMD XO (Standard) 8MHz TTL ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPT8Z-B6-7.3728NC Cardinal有源晶振 OSC XO 7.3728MHZ TTL SMD XO (Standard) 7.3728MHz TTL ±100ppm 0°C ~ 70°C
CPPT8Z-BP-36.864TS Cardinal有源晶振 OSC XO 36.864MHZ TTL SMD XO (Standard) 36.864MHz TTL ±50ppm 0°C ~ 70°C
CPPT8Z-BP-49.152TS Cardinal有源晶振 OSC XO 49.152MHZ TTL SMD XO (Standard) 49.152MHz TTL ±50ppm 0°C ~ 70°C
CPPLC8LZ-A5BP-25.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 25.000MHZ CMOS SMD XO (Standard) 25MHz CMOS ±50ppm -20°C ~ 70°C
CPPFXC4T-A7BR-4.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 4.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 4MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPFXC4L-A7BR-26.5625TS Cardinal有源晶振 OSC XO 26.5625MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 26.5625MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPFXC4LT-A7BR-160.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 160.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 160MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPFXC4LT-A7BR-20.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 20.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 20MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPLT4L-A7BR-100.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 100.000MHZ TTL PC PIN XO (Standard) 100MHz TTL ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPLT4L-BR-83.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 83.000MHZ TTL PC PIN XO (Standard) 83MHz TTL ±25ppm 0°C ~ 70°C
CPPC4L-A7BR-128.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 128.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 128MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-16.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 16.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 16MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-27.03TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.03MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.03MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-160.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 160.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 160MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-27.07TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.07MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.07MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-32.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 32.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 32MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-27.11TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.11MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.11MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-50.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 50.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 50MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-27.15TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.15MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.15MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-72.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 72.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 72MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-27.19TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.19MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.19MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A7BR-80.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 80.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 80MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4LT-A7B6-112.5TS Cardinal有源晶振 OSC XO 112.50MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 112.5MHz CMOS ±100ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4LT-A7BP-65.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 65.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 65MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4T-A7B6-20.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 20.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 20MHz CMOS ±100ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4L-A5BD-180.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 180.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 180MHz CMOS ±60ppm -20°C ~ 70°C
CPPC4L-A7BP-80.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 80.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 80MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-16.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 16.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 16MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1L-A7BR-64.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 64.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 64MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-200.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 200.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 200MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1L-A7BR-96.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 96.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 96MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-24.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 24.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 24MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-179.3TS Cardinal有源晶振 OSC XO 179.30MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 179.3MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-80.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 80.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 80MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1L-BR-12.8PD Cardinal有源晶振 OSC XO 12.80MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 12.8MHz CMOS ±25ppm 0°C ~ 70°C
CPPC4L-A7BR-125.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 125.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 125MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-9.8304TS Cardinal有源晶振 OSC XO 9.8304MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 9.8304MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1T-A7BP-40.25TS Cardinal有源晶振 OSC XO 40.25MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 40.25MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BR-96.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 96.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 96MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7BR-26.95TS Cardinal有源晶振 OSC XO 26.95MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 26.95MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-BP-50.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 50.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 50MHz CMOS ±50ppm 0°C ~ 70°C
CPPC1-BR-5.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 5.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 5MHz CMOS ±25ppm 0°C ~ 70°C
CPPC4L-A7BR-144.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 144.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 144MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-BR-50.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 50.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 50MHz CMOS ±25ppm 0°C ~ 70°C
CPPC4-A7BR-26.99TS Cardinal有源晶振 OSC XO 26.99MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 26.99MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1L-A3B6-100.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 100.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 100MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC1L-A3B6-100.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 100.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 100MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC1L-A3B6-160.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 160.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 160MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC1L-A3B6-56.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 56.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 56MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC4-A5B6-12.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 12.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 12MHz CMOS ±100ppm -20°C ~ 70°C
CPPC1L-A3B6-96.0PD Cardinal有源晶振 OSC XO 96.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 96MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC4-A5B6-20.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 20.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 20MHz CMOS ±100ppm -20°C ~ 70°C
CPPC4-A5BP-1.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 1.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 1MHz CMOS ±50ppm -20°C ~ 70°C
CPPC1L-A3B6-96.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 96.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 96MHz CMOS ±100ppm -55°C ~ 125°C
CPPC1-A5B6-5.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 5.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 5MHz CMOS ±100ppm -20°C ~ 70°C
CPPC1L-A7BP-100.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 100.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 100MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A5BP-67.584TS Cardinal有源晶振 OSC XO 67.584MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 67.584MHz CMOS ±50ppm -20°C ~ 70°C
CPPC1-A5BR-27.5875TS Cardinal有源晶振 OSC XO 27.5875MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 27.5875MHz CMOS ±25ppm -20°C ~ 70°C
CPPC1L-A7BP-125.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 125.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 125MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1-A7BP-3.584TS Cardinal有源晶振 OSC XO 3.584MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 3.584MHz CMOS ±25ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7B6-1.8432TS Cardinal有源晶振 OSC XO 1.8432MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 1.8432MHz CMOS ±100ppm -40°C ~ 85°C
CPPC1L-A7BP-66.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 66.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 66MHz CMOS ±50ppm -40°C ~ 85°C
CPPC4-A7B6-16.0TS Cardinal有源晶振 OSC XO 16.000MHZ CMOS PC PIN XO (Standard) 16MHz CMOS ±100ppm -40°C ~ 85°C
基本的“无装饰”晶体振荡器使用石英晶体,并将其与简单的电路一起在晶体的基本模式并产生方波输出。此体系结构为峰值到峰值和RMS抖动,并且通常在高达50Mhz的频率下是最具成本效益的。达到更高具有绝对最低抖动的频率,这种技术被称为高频基波(“HFF”)使用。可以使晶体以其泛音模式之一振动,泛音模式出现在基本谐振频率。这种晶体被称为第三、第五、第七等泛音(“OT”)晶体。为了实现这一点,振荡器电路通常包括额外的设计元件来选择期望的泛音。与此相关的是,一种使晶体在第三泛音上工作以达到高达3x50Mhz频率的架构=在典型的应用程序中可以有效地执行150Mhz。
在更高的泛音上操作需要更复杂的电路,几家振荡器公司正在努力增加石英晶体基础和第三Overtone谐振技术,以支持例如10Gb光纤信道频率为70.8333Mhz x 3=212.500Mhz。这些努力的重点是提供最低抖动的主时钟性能——随着数据总线速度的不断提高。尽管如此,这项技术仍处于先进阶段并且并非所有SMD振荡器供应商都能轻易获得。
另一种已被成功利用的技术是集成整数乘法器。在这些设备中通过将输入信号锁定到以直接,晶体频率的整数乘法(2x,3x,4x…等),然后二进制分频回到所需的工作频率。可以采用的另一种方法是谐波乘法。这在技术上是相似的以晶体振荡器(而不是晶体)的输出信号为差的晶体泛音利用是乘以一个整数值。除了电路集成中的损耗和其他折衷之外,抖动性能在直接(即泛音模式的晶体基波)频率生成上恶化了20LogN的因子(其中N是整数乘法因子)。
因此,虽然基频、泛音和/或谐波频率的产生是可能的,但这些技术通常是与集成整数乘法相比成本和复杂性令人望而却步,抖动要求。为了避免任何不必要的成本溢价,设计师需要在设计裕度是计算输出信号抖动的特定带宽。
使用的第三种技术被称为集成的“分数N”乘法器。这是输入信号实际上可以转换成任何其他频率——与整数相关或无关。例如,25Mhz晶体频率可以通过25.78125的分数倍转换为644.53125Mhz。由于超出本文预期目的和深度的原因,这导致了最高的信号抖动量。还是一样对于一些系统来说就足够了,并且在215Mhz以上的频率下使用是迄今为止最具成本效益的。
在上一节中,讨论了生成CLK的方法以及它如何影响抖动性能。不管无论实现架构是Fundamental还是Overtone Crystal、N-乘法器还是Fractional-N乘法器,有源晶体振荡器还包含根据现有逻辑技术的输出驱动器。输出的特定类型逻辑兼容性可以是低电压CMOS(LVCMOS)、低电压、正电源-发射极耦合逻辑(LVPECL),低电压差分信号(LVDS)和/或高速电流控制逻辑(HCSL)。输出逻辑类型为主要与处理设备的输出频率和/或逻辑接口的通用性有关给定的应用程序类型。例如,PCIe SYSCLK的主要逻辑类型是HCSL。
晶体振荡器输出逻辑兼容性通常滞后处理设备逻辑的开发6到12个月,并且有时甚至更长。在此期间使用逻辑翻译器。这方面的一个例子是最小化转换差分信号(TMDS)。TMDS被用于系统设计中的一些应用(例如:HDMI),但目前还不能作为晶体振荡器输出逻辑的选择。输出逻辑类型的重要性在于通过将晶体振荡器(和任何额外的输出转换设备)连接到处理设备。通常,通过“眼图”具有最快转换时间(例如上升/下降时间)的逻辑类型将导致最低的接口抖动。
无论性能规范、规范要求或使用的特定PHY芯片组/执行方法如何,最重要的规范是实现的成本效益。所有商业和工业
满足所有性能要求但总成本高于市场要求的系统没有价值。所有优质晶体振荡器供应商在抖动生成规范中都包含一定数量的保护带在他们的数据表中发布。由于有充分的理由,系统设计师在他们要求的规格中也包含了一定数量的防护带,因此与声誉良好的晶体振荡器制造商合作可能会导致双重防护带,因此解决方案的成本过高。帮助指定合适的晶体振荡器而不添加表1显示了当今最流行的数据/通信应用。

在Pletronics,我们提供包含上述每种技术的解决方案:高频晶体基波,泛音、整数-N和分数-N。执行每种产品都是为了向客户提供最有效的解决方案性价比高。表1列出了当今每种最流行的串行数据约定所使用的技术。表2包含可在系统设计材料清单上调出的具体零件号每个。与任何市场领先的公司一样,Pletronics的产品也在不断发展,以使我们的客户能够保持竞争优势。

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