Glossar

Absoluter Zugbereich

Siehe Zugbereich

Aktivitätseinbruch

Aktivitätseinbrüche resultieren aus der mechanischen Kopplung des Hauptresonanzmodus mit einem oder mehreren Störmodi, die vorhanden sind, aber nicht durch den Erhaltungskreis elektrisch angeregt werden. Die Resonanzfrequenzen dieser Moden verschieben sich, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert. Bei manchen Temperaturen kann die Frequenz der störenden Mode(n) der Frequenz der gewünschten Mode nahekommen, was dazu führt, dass die Hauptmode Energie verliert. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung des Resonator-Ersatzwiderstands, was sich in einer Verschiebung der Ausgangsfrequenz äußert. Diese Verschiebung ist normalerweise ein schneller Sprung in der Frequenz-Temperatur-Kennlinie. Nach den Frequenzsprüngen verläuft die glatte Frequenzkurve auf einem ähnlichen Verlauf wie zuvor, wird jedoch durch den Sprung nach oben oder unten verschoben. Dieser schnelle Frequenzwechsel kann zu Systemproblemen wie PLL-Freischaltung oder Paketverlust führen. Resonatoren auf Quarzbasis sind anfällig für Aktivitätseinbrüche. Allerdings weisen SiTime MEMS-basierte Resonatoren keine Aktivitätseinbrüche auf.

Altern

Alterung ist die Änderung der Oszillatorfrequenz, gemessen in ppm über einen bestimmten Zeitraum, der typischerweise in Monaten oder Jahren angegeben wird. Diese zeitliche Änderung der Frequenz ist auf interne Änderungen innerhalb des Oszillators zurückzuführen, während externe Umgebungsfaktoren konstant gehalten werden.

Allan Abweichung

Die Allan-Abweichung (ADEV), auch Kurzzeitfrequenzstabilität genannt, ist das Maß für die Oszillatorstabilität im Zeitbereich. Es stellt eine Frequenzänderung über einen Zeitraum dar, der als Mittelungszeit bezeichnet wird. Die Allan-Abweichung wird als Änderung des quadratischen Mittelwerts (RMS) bei aufeinanderfolgenden Frequenzmessungen berechnet. Die Mittelungszeit liegt je nach Zielanwendung typischerweise im Bereich von Millisekunden bis zu Tausenden von Sekunden. Die Formel für die Allan-Abweichung ist unten dargestellt, wobei die y-Werte die Werte der Teilfrequenzabweichung zwischen benachbarten Taktzyklen darstellen und M die Stichprobengröße ist. Die Allan-Abweichung wird für Taktoszillatoren verwendet, da sie im Vergleich zur Standardabweichung für mehr Arten von Oszillatorrauschen konvergiert. Die Allan-Abweichung konvergiert für Weißphasenmodulation, Flimmerphasenmodulation, Weißfrequenzmodulation, Flimmerfrequenzmodulation und Zufallsfrequenzmodulation. Die Allan-Abweichung konvergiert NICHT für die Flicker-Walk-Frequenzmodulation und die Random-Run-Frequenzmodulation.

Beschnittener Sinuswellenausgang

Abgeschnittene Sinuswellen sind ein gängiges Single-Ended-Ausgabeformat, das häufig in TCXO-Geräten (temperaturgesteuerter Oszillator) oder OCXO-Geräten (ofengesteuerter Oszillator) anzutreffen ist. Das Hauptmerkmal der abgeschnittenen Sinuswellenausgabe sind sehr langsame, allmählich ansteigende und abfallende Flanken, die Teilen der Sinuswelle ähneln, daher der Name. Langsame Anstiegs-/Abfallzeiten haben mehrere Vorteile, darunter eine geringere Energie hochfrequenter Ausgangsharmonischer, die bei HF-Anwendungen unerwünscht sind. Dies trägt dazu bei, eine gute Signalintegrität mit weniger Einschränkungen bei den Layoutregeln zu erreichen. Der Nachteil ist die etwas geringere Jitter-Leistung bei hohen Frequenzen im Vergleich zum LVCMOS-Ausgang. Das Diagramm unten zeigt eine typische abgeschnittene Sinuswellenform und die deutlich langsameren Anstiegs- und Abfallzeiten.

CML

Current Mode Logic (CML) ist ein gängiges Differenzausgangsformat für Oszillatoren. Es handelt sich um einen Open-Drain-Ausgang, was bedeutet, dass der Treiber nur Low steuert und dass externe Pull-up-Widerstände erforderlich sind, um das Taktsignal während des High-Teils der Taktperiode auf High zu ziehen. Im Allgemeinen werden zwei Spannungsschwankungen unterstützt: 450 mV und 850 mV. Das folgende Diagramm zeigt eine typische 450-mV-Wellenform. CML wird häufig in Telekommunikationsinfrastrukturanwendungen wie drahtlosen Basisstationen verwendet.

Von Zyklus zu Zyklus Jitter

Zyklus-zu-Zyklus-Jitter (C2C) ist definiert als die Variation der Zykluszeit eines Signals zwischen benachbarten Zyklen. Es wird über eine Zufallsstichprobe benachbarter Zykluspaare gemessen (JEDEC JESD65B). Die empfohlene Mindestprobengröße beträgt 1.000 Zyklen, wie von JEDEC angegeben. Siehe verwandte Begriffe: Integrierter Phasenjitter (IPJ), Langzeitjitter, Periodenjitter, Phasenrauschen

Differential

Im Gegensatz zum Single-Ended-Ausgang besteht der Differenzausgang aus zwei komplementären Signalen mit einer Phasendifferenz von 180° zwischen den beiden Signalen. Dieser Ausgangstyp wird häufig in Hochfrequenzoszillatoren (100 MHz und höher) verwendet. Differenzsignale haben normalerweise einen geringeren Spannungshub als Single-Ended-Signale, schnellere Anstiegs-/Abfallzeiten, eine bessere Störfestigkeit und werden verwendet, wenn eine bessere Leistung oder eine höhere Frequenz erforderlich ist. Die am häufigsten verwendeten Differenzsignaltypen sind LVPECL, LVDS und HCSL. Siehe verwandten Begriff: Single-Ended

DPPM

DPPM (defekte Teile pro Million) gibt an, wie viele Einheiten pro 1 Million Einheiten defekt sein können. Diese Maßeinheit wird mit einem gewissen Maß an Sicherheit geschätzt.

Auslastungsgrad

Der Arbeitszyklus ist eine Taktsignalspezifikation, die als prozentuales Verhältnis zwischen der Impulsdauer im High-Zustand und der Periode des Oszillatorsignals definiert ist. Das Diagramm unten zeigt den Arbeitszyklus % = 100* TH/Periode, wobei TH und Periode am 50 %-Punkt der Wellenform gemessen werden. Typische Einschaltdauerspezifikationen liegen zwischen 45 % und 55 %.

Frequenz

Die Frequenz ist die Wiederholungsrate (Zyklus) des vom Oszillator ausgegebenen Signals und wird in Hertz (Hz) pro Sekunde gemessen. Viele Anwendungen erfordern eine bestimmte Oszillatorfrequenz. Nachfolgend finden Sie eine Liste der Standardfrequenzen und ihrer typischen Anwendungen.

Frequenzstabilität

Frequenzstabilität ist eine grundlegende Leistungsspezifikation für Oszillatoren. Diese Spezifikation stellt die Abweichung der Ausgangsfrequenz aufgrund äußerer Bedingungen dar – eine kleinere Stabilitätszahl bedeutet eine bessere Leistung. Die Definition externer Bedingungen kann für verschiedene Oszillatorkategorien unterschiedlich sein, umfasst jedoch normalerweise Temperaturschwankungen. Dazu können auch Schwankungen der Versorgungsspannung, der Ausgangslast und der Frequenzalterung gehören. Die Frequenzstabilität wird typischerweise in Teilen pro Million (ppm) oder Teilen pro Milliarde (ppb) ausgedrückt, die sich auf die Nennausgangsfrequenz beziehen.

Frequenz vs. Temperatursteigung

Die Frequenz-Temperatur-Steigung, auch als ΔF/ΔT dargestellt, ist die Rate der Frequenzänderung aufgrund einer Temperaturänderung von 1 °C. Es quantifiziert die Empfindlichkeit der Oszillatorfrequenz gegenüber kleinen Temperaturschwankungen in der Nähe des Betriebstemperaturpunkts. Es ist eine der wichtigsten Leistungsmetriken von Präzisions-TCXOs, die bestimmt, ob der TCXO stabil genug ist, um die Anforderungen der Zielanwendung zu unterstützen. Kleinere Frequenz-Temperatur-Steigungswerte bedeuten geringere Frequenzschwankungen aufgrund der Temperaturänderung in einem begrenzten Temperaturfenster. Beispielsweise kann ein durchschnittliches Systemtemperaturfenster ±5 °C betragen. In Systemen, die eine Zeit- und Frequenzübertragung mithilfe von IEEE 1588 erfordern, trägt ein besserer Frequenz-Temperatur-Anstieg zur Verbesserung des Zeitfehlers bei. Die Maßeinheit ist ppm/°C oder ppb/°C. Unten sehen Sie ein Diagramm des SiT5356 Elite TCXO, das den Frequenzanstieg von 12 °C bis 13 °C mit einem Wert von 0,86 pb/°C zeigt. Dieses Diagramm zeigt den Frequenzfehler gegenüber der Nennfrequenz anstelle der absoluten Frequenz, daher die Y-Achsenbezeichnung FERROR. Die Frequenz-Temperatur-Steigung wird als der höchste absolute Wert der Steigungen angegeben, die über den gesamten Temperaturbereich hinweg beobachtet wurden.

Gewinntransfer oder Kvco

Die Verstärkungsübertragung oder Kvco ist ein allgemeines Merkmal von spannungsgesteuerten Oszillatoren (VCXOs), das bestimmt, wie stark sich die Ausgangsfrequenz als Reaktion auf eine Änderung der Steuerspannung um 1 V ändert. Dies ist nützlich bei der Berechnung der Eigenschaften von geschlossenen Regelkreisen, die einen VCXO verwenden.

Hadamard-Varianz

Die Hadamard-Varianz ist das Quadrat der Änderung in drei aufeinanderfolgenden Frequenzmessungen. Bei diesen Messungen handelt es sich um die Werte der fraktionalen Frequenzabweichung zwischen drei benachbarten Taktzyklen, und M ist die Stichprobengröße. Die Hadamard-Varianz konvergiert für Weißphasenmodulation, Flickerphasenmodulation, Weißfrequenzmodulation, Flickerfrequenzmodulation, Random-Walk-Frequenz, Flicker-Walk-Frequenzmodulation und Random-Run-Frequenzmodulation. Es ist von der linearen Frequenzdrift unbeeinflusst und eignet sich gut für die Analyse von Rubidium-Oszillatoren. Nachfolgend finden Sie die Formel für die Hadamard-Varianz, wobei y die Werte der fraktionalen Frequenzabweichung zwischen drei aufeinanderfolgenden Taktzyklen darstellt und M die Stichprobengröße ist.

HCSL

High-Speed-Current-Steering-Logik (HCSL) ist ein häufig verwendetes differenzielles Ausgabeformat für PCI Express, Server und andere Anwendungen. Wie unten gezeigt, hat er einen typischen Ausgangshub von 700 mV und schwankt von 0 V bis 700 mV.

Überbleibsel

Holdover ist ein Betriebsmodus, der von Systemen verwendet wird, die mit einer externen präzisen Frequenz- und/oder Zeitreferenz synchronisiert sind und dieses Referenzsignal vorübergehend verloren haben. Der lokale Oszillator sollte in der Lage sein, nach dem Verlust der externen Referenz eine stabile Frequenz und/oder Zeit innerhalb der definierten Grenzen in einem System aufrechtzuerhalten oder beizubehalten.

Integrierter Phasenjitter (IPJ)

Phasenjitter ist die Integration von Phasenrauschen über ein bestimmtes Spektrum und wird in Pikosekunden oder Femtosekunden ausgedrückt. Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel für ein Integrationsband zwischen f1 und f2. Die Fläche unter dieser Kurve entspricht Pikosekunden oder Femtosekunden im Zeitbereich des Jitters.

Belastung

Bei Oszillatoren bezieht sich Last normalerweise auf die kapazitive Last – die Gesamtkapazität, die vom Oszillatorausgang angetrieben wird. Die Last besteht aus der Eingangskapazität des angesteuerten ICs, der Leiterkapazität sowie allen anderen parasitären oder passiven Komponenten auf der Leiterplatte.

Langfristiger Jitter

Der Langzeit-Jitter misst die Abweichung von Taktmerkmalen von der Idealposition über mehrere aufeinanderfolgende Taktzyklen. Dies misst effektiv, wie die Dauer mehrerer aufeinanderfolgender Taktzyklen von ihrem Mittelwert abweicht. Siehe verwandte Begriffe: Cycle-to-Cycle-Jitter (C2C), Integrated Phase Jitter (IPJ), Perioden-Jitter, Phasenrauschen

LVCMOS

Niederspannungs-CMOS (LVCMOS) ist der am häufigsten von Oszillatoren verwendete Single-Ended-Ausgangsschnittstellenstandard. Niederspannung bedeutet normalerweise weniger als 5 V und umfasst 3,3 V, 2,5 V, 1,8 V und niedrigere Spannungen. Der Ausgangshub ist idealerweise Rail-to-Rail (0 V bis VDD), erreicht am Empfänger jedoch aufgrund von Verlusten normalerweise nicht ganz den vollen Rail-Wert. Das folgende Diagramm zeigt ein Beispiel eines 3,3-V-LVCMOS-Signals.

LVDS

Die Niederspannungsdifferenzsignalisierung (LVDS) ist ein gängiges Differenzausgangsformat für Oszillatoren. Er hat normalerweise eine geringere Leistung als andere Differenzausgänge und einen Spannungshub von etwa 350 mV. Dieses Ausgabeformat wird häufig in Netzwerk-Switches, Routern, drahtlosen Basisstationen und Telekommunikationsübertragungssystemen verwendet. Unten sehen Sie eine typische LVDS-Ausgangswellenform. Siehe verwandte Begriffe: HCSL, LVPECL

LVPECL

Positive emittergekoppelte Niederspannungslogik (LVPECL) ist ein gängiges Differenzausgangsformat für Oszillatoren. Der Spannungshub beträgt etwa 800 mV, wobei der Differentialkreuzungspunkt bei etwa 2 V liegt. LVPECL wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen geringes Rauschen wichtig ist, wie z. B. Netzwerk-Switches, Router, drahtlose Basisstationen und Telekommunikationsübertragungssysteme. Die Hauptmerkmale von LVPECL sind der Konstantstromquellentreiber und die Tatsache, dass die Transistoren nie in die Sättigung gehen, was für geringes Rauschen bzw. schnelle Schaltgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Das folgende Diagramm zeigt eine typische differentielle LVPECL-Wellenform. Siehe verwandte Begriffe: HCSL, LVDS

MEMS

Unter mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) versteht man die Technologie mikroskopischer Geräte mit beweglichen Teilen. In einigen Regionen wird diese Technologie als Mikromaschinen oder Mikrosystemtechnik bezeichnet. MEMS sind aus Prozesstechnologien entstanden, die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden. Daher ist Silizium das am häufigsten verwendete Material für die Herstellung von MEMS-Komponenten. Die MEMS-Technologie wird in einer Vielzahl kommerzieller Anwendungen eingesetzt, darunter Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Mikrofone und eine Reihe von Sensoren. MEMS werden seit 2007 kommerziell als Alternative zu Quarzkristallresonatoren eingesetzt und in Massenproduktion ausgeliefert. Weitere Informationen finden Sie im MEMS First™- und EpiSeal™ Processes Technology Paper von SiTime.

MTBF

Die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) ist die vorhergesagte Zeit zwischen Oszillatorausfällen. Quarzbasierte Geräte haben normalerweise eine MTBF von mehreren zehn Millionen Stunden. SiTime-Oszillatoren haben eine MTBF von über 1 Milliarde Stunden. Ein weiteres Maß für die Qualität ist die FIT-Rate (Failure in Time), die sich aus der Anzahl der Ausfälle in einer Zeiteinheit, beispielsweise Millionen oder Milliarden Stunden, zusammensetzt. Weitere Informationen finden Sie im Anwendungshinweis zu SiTime-Zuverlässigkeitsberechnungen.

Betriebstemperaturbereich

Der Betriebstemperaturbereich ist der Temperaturbereich, in dem alle Oszillatorparameter im Datenblatt angegeben sind. Gängige Temperaturbereiche sind unten aufgeführt. Gewerblich, Automobil Klasse 4: 0 °C bis 70 °C Erweitert Gewerblich: -20 °C bis 70 °C Industrie, Automobil Klasse 3: -40 °C bis 85 °C Erweitert Industrie, Automobil Klasse 2: -40 °C bis 105 °C Automobilklasse 1: -40 °C bis 125 °C Militär: -55 °C bis 125 °C Automobilklasse 0: -40 °C bis 150 °C

Ausgabe aktivieren

Output Enable (OE) ist eine Funktion, die zur Steuerung des Oszillator-Ausgangszustands über ein digitales Eingangssignal verwendet wird. Die Ausgangsaktivierungsfunktion bedeutet, dass das Gerät die Frequenz ausgibt, wenn der Steuerpin auf High gezogen wird, und deaktiviert wird, wenn der Pin auf Low gezogen wird.

Verpackung

Oszillatoren sind normalerweise in branchenüblichen Gehäuseabmessungen erhältlich. Die Pad-Anordnungen und das entsprechende Lötpad-Layout können je nach Anbieter variieren, die gesamten xy-Abmessungen sind jedoch standardisiert. Standardpaketgrößen für XOs, TCXOs und VCXOs sind wie folgt. 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 OCXOs sind in deutlich größeren Gehäusen untergebracht, die von 9,7 x 7,5 mm bis 135 x 72 mm reichen. Eine übliche OCXO-Gehäusegröße beträgt 25,4 x 25,4 mm.

Teile pro Million (ppm) und Teile pro Milliarde (ppb)

Dies sind relative Frequenzeinheiten in Bezug auf die Nennfrequenz. 1 ppm bedeutet 1/106 Teil einer Nennfrequenz. 1 ppb bedeutet 1/109 Teil einer Nennfrequenz.

Perioden-Jitter

Periodenjitter ist die Abweichung der Zykluszeit eines Taktsignals über eine Anzahl zufällig ausgewählter Zyklen (JEDEC JESD65B). Die empfohlene Mindeststichprobengröße beträgt 10.000 Zyklen. Der Prozess zum Erhalten und Berechnen des Periodenjitters ist wie folgt. 1. Messen Sie die Dauer (steigende Flanke zu steigender Flanke) eines Taktzyklus. 2. Warten Sie eine zufällige Anzahl von Taktzyklen. 3. Wiederholen Sie die obigen Schritte 10.000 Mal. 4. Berechnen Sie den Mittelwert, die Standardabweichung (σ) und den Spitzenwert -Spitzenwerte aus den 10.000 Proben. Siehe verwandte Begriffe: Cycle-to-Cycle-Jitter (C2C), Integrated Phase Jitter (IPJ), Langzeit-Jitter, Phasenrauschen

Phasenrauschen

In einem Oszillator ist Phasenrauschen die schnelle, kurzfristige, zufällige Schwankung der Phase eines Taktsignals, die durch Instabilitäten im Zeitbereich verursacht wird. Das Phasenrauschen L[f] wird in Dezibel relativ zur Trägerleistung (dBc) pro 1-Hz-Bandbreite ausgedrückt. Sie hängt mit der spektralen Dichte der Phasenfluktuationen S(f) zusammen, da L[f] = 10log[0,5S(f)] (US Federal Standard 1037°C, Glossar der Telekommunikationsbegriffe). Vereinfacht ausgedrückt ist Phasenrauschen ein Maß für das, was sich im Zeitbereich als Taktjitter bemerkbar macht. Im Folgenden finden Sie ein Phasenrauschdiagramm eines SiTime SiT9365-Oszillators, das wichtige Informationen zum Phasenrauschen hervorhebt.

Linearität ziehen

Die Pull-Linearität ist eines der Merkmale, die die Qualität eines VCXO bestimmen. Die Reaktion der VCXO-Frequenz auf Steuerspannungsänderungen über den gesamten Zugbereich sollte idealerweise eine gerade Linie sein. Die Pull-Linearität quantifiziert, wie weit die tatsächliche Charakteristik von der perfekten Linie entfernt ist. Es ist definiert als das Verhältnis zwischen dem Frequenzfehler vom erwarteten Wert und der Gesamtabweichung, ausgedrückt in Prozent, wobei der Frequenzfehler die maximale Frequenzabweichung von der sogenannten „besten Geraden“ ist, die durch ein Diagramm der Ausgangsfrequenz gegenüber der Steuerspannung gezogen wird . Das folgende Diagramm veranschaulicht dieses Konzept.

Zugbereich – Gesamtzugbereich und absoluter Zugbereich

Der Gesamtzugbereich (PR) ist der Betrag der Frequenzabweichung, der sich aus der Änderung der Steuerspannung über ihren maximalen Bereich unter Nennbedingungen ergibt. Der absolute Pull-Bereich (APR) ist der garantiert steuerbare Frequenz-Pull-Bereich eines spannungsgesteuerten Oszillators unter allen Umgebungs- und Alterungsbedingungen. Das folgende Diagramm zeigt die Beziehung zwischen Zugreichweite und absoluter Zugreichweite.

Ziehbarkeit

Unter Pullability versteht man die Fähigkeit, die Ausgangsfrequenz des Oszillators über einen engen Bereich vom Nennfrequenzwert zu steuern oder zu ziehen. Das typische Mittel zur Frequenzsteuerung ist eine Steuerspannung, die an den Steuerspannungseingangspin für VCXOs angelegt wird. DCXOs (digital gesteuerte Quarzoszillatoren) ermöglichen das Ziehen der Frequenz durch Schreiben digitaler Steuerwörter über eine serielle Schnittstelle wie I2C oder SPI. Der Ziehbarkeitsbereich variiert bei Oszillatoren von ±5 ppm bis ±3200 ppm.

Qualitätsfaktor, Q

Der Qualitätsfaktor ist proportional zum Verhältnis der gespeicherten Energie zur pro Zyklus eines Oszillators abgegebenen Energie, wie in der folgenden Gleichung dargestellt. Q = 2 π Pro Zyklus gespeicherte Energie Pro Zyklus abgegebene Energie Ein höherer Q-Wert bedeutet einen besseren, weniger gedämpften Oszillator, da weniger Energie pro Zyklus verloren geht. Q wirkt sich nahezu auf das Trägerphasenrauschen aus, wobei ein höherer Q zu einem geringeren (besseren) Phasenrauschen führt. Der Q-Wert eines Quarzresonators mit AT-Schnitt liegt zwischen 10.000 und 100.000. SiTime MEMS-Resonatoren haben einen typischen Q von 150.000.

Zurückverfolgen

Retrace ist der Frequenzfehler zwischen mehreren aufeinanderfolgenden Leistungszyklen des Oszillators. Es zeigt, wie gut der Oszillator wieder auf die gleiche absolute Frequenz zurückkehrt, nachdem die Stromversorgung für einige Zeit unterbrochen und wieder an das Gerät angelegt wurde. Retrace ist bei Präzisionsoszillatoren wie OCXOs von besonderer Bedeutung. Die Ursachen für den Rücklauf sind nicht vollständig geklärt, können aber zu Spannungsänderungen in der Montagestruktur des Resonators und zur Umverteilung von Verunreinigungen innerhalb des Gehäuses führen. SiTime TCXOs haben einen der niedrigsten (besten) Rücklaufwerte der Branche, typischerweise weniger als ±10 ppb, aufgrund der extrem niedrigen Kontaminationswerte in der Größenordnung von Teilen pro Milliarde (ppb) aufgrund der Kapselung des Resonators auf Waferebene.

Anstiegs-/Abfallzeit

Die Anstiegs-/Abfallzeit ist die Dauer der Anstiegs- und Abfallflanke des Ausgangssignals, die typischerweise zwischen 20 % und 80 % oder 10 % und 90 % der Ausgangssignalpegel gemessen wird. Das folgende Diagramm zeigt die Anstiegs- und Abfallzeit, die für 10 % bis 90 % an einem Single-Ended-Ausgang definiert ist.

Single-Ended

Im Gegensatz zum Differenzausgang besteht der Single-Ended-Ausgang aus einem einzelnen Ausgangstakt, normalerweise LVCMOS, der ungefähr von Schiene zu Schiene schwankt (0 V zu VDD). Der Single-Ended-Ausgang ist der gebräuchlichste Oszillator-Ausgangstyp.

SPL

Beim Lötpad-Layout (SPL) handelt es sich um das Layout der Landepads der Leiterplatte, auf denen der Oszillator sitzt. Das folgende Beispiel zeigt einen Schalldruckpegel für ein 6-poliges 7050-Oszillatorpaket (7,0 mm x 5,0 mm).

Stehen zu

Standby ist ein Energiesparmodus, bei dem die meisten internen Schaltkreise vollständig abgeschaltet sind und der Oszillator keine Ausgangsfrequenz erzeugt. Das Setzen des digitalen Steuereingangspins in den entsprechenden Zustand wurde eingeleitet.

Startzeit

Die Startzeit ist der Zeitraum ab dem Anlegen der Versorgungsspannung (VDD) (90 %) an den Oszillator und dem Beginn des ersten Ausgangstaktzyklus. Das folgende Diagramm veranschaulicht die Startzeit.

Versorgungsstrom

Der Versorgungsstrom ist der maximale Betriebsstrom eines Oszillators. Sie wird in Mikroampere (µA) oder Milliampere (mA) bei maximaler und manchmal auch nominaler Versorgungsspannung gemessen. Der typische Versorgungsstrom wird ohne Last gemessen.

Versorgungsspannung

Die Versorgungsspannung, angegeben in Volt (V), ist die zum Betrieb des Oszillators erforderliche Eingangsleistung. Die Versorgungsspannung versorgt den Oszillator über den VDD-Pin mit Strom und wird manchmal auch als VDD bezeichnet. Zu den Standardspannungen für Single-Ended-Oszillatoren gehören 1,8, 2,5 und 3,3 V. Die Spannungen für moderne Differentialoszillatoren liegen typischerweise zwischen 2,5 und 3,3 V. SiTime bietet Oszillatoren, die bereits bei 1,2 V betrieben werden, für geregelte Versorgungsanwendungen wie Knopfzellen- oder Super-Cap-Batterie-Backup. Die Versorgungsspannung der meisten SiTime-Oszillatorfamilien ist programmierbar, wodurch der Bedarf an externen Komponenten wie Pegelumsetzern oder Spannungsreglern reduziert wird.

Thermische Hysterese

Die thermische Hysterese ist der Unterschied zwischen der Aufwärts- und Abwärtszyklusfrequenz über den Temperatureigenschaften und wird durch den Wert der Differenz bei der Temperatur quantifiziert, bei der die Differenz ihr Maximum erreicht. Die thermische Hysterese ist besonders wichtig für Präzisionsoszillatoren wie TCXOs und OCXOs, da sie einen erheblichen Teil des gesamten Budgets für die Frequenzstabilität verbraucht.

Die Ursachen der thermischen Hysterese sind nicht vollständig geklärt, können jedoch Spannungsänderungen in der Resonator-Montagestruktur, eine Umverteilung von Verunreinigungen innerhalb des Gehäuses und einen thermischen Gradienten zwischen Temperatursensor und Resonator umfassen. SiTime TCXOs haben eine der niedrigsten (besten) Hysteresen der Branche, typischerweise ±15 ppb über -40 °C bis 105 °C, aufgrund der vernachlässigbaren thermischen Verzögerung zwischen Oszillator und Temperatursensor und der extrem geringen Verschmutzungsgrade in der Größenordnung von Teilen. pro Milliarde (ppb) aufgrund der Kapselung des Resonators auf Waferebene.

Gesamtzugreichweite

Siehe Zugbereich

Dreistaaten

Tri-State ist der Ausgangszustand mit hoher Impedanz, der typischerweise auftritt, wenn der Ausgang durch Deaktivieren des Ausgangstreibers abgeschaltet wird und kein Taktsignal erzeugt wird.

VOH/VOL

Spannungsausgang hoch/Spannungsausgang niedrig (VOH/VOL) sind die hohen und niedrigen Spannungspegel des Taktausgangs. Das folgende Diagramm zeigt, wie sich VOH und VOL auf die Taktwellenform auswirken.

Kristall (X oder XTAL)

Ein Kristall ist ein passiver Resonator, der mit einer festen Frequenz schwingt. Quarze werden als externe Zeitreferenz für Halbleiter-ICs mit integrierter Oszillatorschaltung (dh On-Chip-Generierung) verwendet.

Quarzoszillator (XO) oder Oszillator

Ein Oszillator ist ein aktives Gerät, das den Resonator und die Oszillatorschaltung in einem einzigen Gehäuse vereint. Oszillatoren benötigen keine externen Komponenten, um ein Taktsignal zu erzeugen. In einigen Fällen können jedoch Komponenten zur Entkopplung der Stromversorgung und/oder Abschlusswiderstände erforderlich sein. In einigen Regionen werden XOs als OSC oder SPXO (einfach verpackter Quarzoszillator) bezeichnet. Die typische Frequenzstabilität von XOs liegt im Bereich von ±10 bis ±100 ppm. Die Mindestanzahl an Pins für Single-Ended-Oszillatoren beträgt drei Pins für Strom, Masse und den Oszillatorausgang. Allerdings verfügen Oszillatoren normalerweise über mindestens vier Pins, um die Ausgangsfreigabe oder andere Steuerfunktionen zu ermöglichen. Differentialoszillatoren werden normalerweise in Gehäusen mit sechs Pins verpackt. Einige Oszillatoren, die über eine serielle Schnittstellensteuerung wie I2C verfügen, sind in Gehäusen mit 10 Pins oder mehr Pinanzahl verpackt. Die Frequenzstabilität für XOs liegt normalerweise im Bereich von ±10 ppm bis ±100 ppm und sie werden normalerweise in den folgenden Paketen angeboten: 7050, 5032, 3225, 2520 und 2016.

Digital gesteuerter Quarzoszillator (DCXO) oder digital gesteuerter Oszillator

Ein DCXO ähnelt einem VCXO insofern, als beide Gerätetypen das Ziehen der Frequenz ermöglichen. In einigen Fällen können DCXOs die Ausgangsfrequenz auf einen größeren Bereich über den begrenzten Pull-Bereich hinaus programmieren. Der Unterschied zwischen DCXOs und VCXOs besteht darin, dass die Frequenz durch Schreiben digitaler Steuerwörter über eine serielle Schnittstelle wie I2C oder SPI angepasst wird.

Digital gesteuerter temperaturkompensierter Quarzoszillator (DCTCXO) oder digital gesteuerter temperaturkompensierter Oszillator

Ein DCTCXO ist ein TCXO, der die Frequenzzieh- und Programmierfunktionalität eines DCXO umfasst.

Ofengesteuerter Quarzoszillator (OCXO)

Ein OCXO sorgt für Temperaturkompensation und Ofenheizung, um bei schwankender Umgebungstemperatur eine nahezu konstante Temperatur für den Oszillator aufrechtzuerhalten. Diese Geräte umschließen den Resonator zusammen mit Temperaturerfassungs- und Kompensationsschaltungen in einem beheizten Gehäuse. Durch diese Temperaturkompensation und Ofenbehandlung erreicht der OCXO eine sehr gute Frequenzstabilität im Bereich von 0,05 ppb bis 200 ppb. Die typische Gehäusegröße eines Quarzkristall-OCXO reicht von 9,7 mm x 7,5 mm bis 135 mm x 72 mm.

Temperaturkompensierter Quarzoszillator (TCXO) oder temperaturkompensierter Oszillator

Ein TCXO ist ein Oszillator, der über eine Temperaturkompensation verfügt, um die Frequenz-Temperatur-Charakteristik des Resonators zu kompensieren. Durch diese Kompensation erreichen TCXOs eine bessere Frequenzstabilität als nichtkompensierte Oszillatoren (XOs). Die Frequenzstabilität von TCXOs reicht von ±0,05 ppm bis ±5 ppm. Diese Geräte werden in Anwendungen eingesetzt, in denen präzise Timing-Referenzen erforderlich sind, beispielsweise in Hochleistungs-Telekommunikations- und Netzwerkgeräten

Spannungsgesteuerter Quarzoszillator (VCXO) oder spannungsgesteuerter Oszillator

VCXOs verfügen über einen Steuerspannungs-Pin, der die Ausgangsfrequenz um die Nennfrequenz herum steuert. Der Umfang der Frequenzsteuerung wird als Pull-Bereich bezeichnet, der typischerweise von ±50 ppm bis ±200 ppm reicht, bei SiTime VCXOs jedoch bis zu ±3200 ppm reichen kann. VCXOs werden häufig in Anwendungen zur diskreten Jitterdämpfung und Taktwiederherstellung eingesetzt.

Spannungsgesteuerter temperaturkompensierter Quarzoszillator (VCTCXO) oder spannungsgesteuerter temperaturkompensierter Oszillator

Ein VCTCXO ist ein TCXO, der über einen Steuerspannungspin verfügt, damit die Ausgangsfrequenz um die Nennfrequenz herum variieren kann. Der Frequenzabstimmbereich für einen VCTCXO beträgt typischerweise ±5 ppm bis ±25 ppm. Einige Anbieter bezeichnen diese Geräte als TCVCXOs.