词汇表

绝对拉力范围

参见拉力范围

活动下降

活性下降是由于主谐振模式与存在但不被维持电路电激励的一种或多种干扰模式的机械耦合造成的。这些模式的共振频率随着环境温度的变化而变化。在某些温度下，干扰模式的频率可能接近所需模式的频率，导致主模式损失能量。这反过来会导致谐振器等效电阻增加，表现为输出频率的变化。这种转变通常是频率随温度变化的特性的快速跳跃。频率跳跃之后，平滑的频率曲线继续沿着与之前类似的轨迹，但由于跳跃而向上或向下移动。这种快速的频率变化可能会导致系统问题，例如 PLL 解锁或数据包丢失。基于石英的谐振器容易受到活性下降的影响。然而，基于 SiTime MEMS 的谐振器不会出现活动下降的情况。

老化

老化是指振荡器频率的变化，以 ppm 为单位在特定时间段内测量，通常以月或年为单位报告。频率随时间的变化是由于振荡器内部的变化，而外部环境因素保持不变。

艾伦偏差

阿伦偏差 (ADEV) 也称为短期频率稳定性，是时域中振荡器稳定性的度量。它表示一段时间（称为平均时间）内的频率变化。阿伦偏差计算为连续频率测量中的均方根 (RMS) 变化。平均时间通常从毫秒到数千秒不等，具体取决于目标应用。 Allan 偏差的公式如下所示，其中 y 值表示相邻时钟周期之间的分数频率偏差值，M 是样本大小。阿伦偏差用于时钟振荡器，因为与标准偏差相比，它可以收敛更多类型的振荡器噪声。对于白色相位调制、闪烁相位调制、白色频率调制、闪烁频率调制和随机游走频率，艾伦偏差收敛。对于闪烁游走频率调制和随机运行频率调制，艾伦偏差不收敛。

限幅正弦波输出

削波正弦波是 TCXO（温控振荡器）或 OCXO（恒温振荡器）设备中经常遇到的常见单端输出格式。限幅正弦波输出的主要特征是非常缓慢的逐渐上升和下降沿，类似于正弦波的部分，因此得名。缓慢的上升/下降时间有几个好处，包括减少高频输出谐波的能量，这在射频应用中是不受欢迎的。这有助于实现良好的信号完整性，同时减少布局规则的限制。缺点是与 LVCMOS 输出相比，高频下的抖动性能略低。下图显示了典型的限幅正弦波形以及明显较慢的上升和下降时间。

慢性粒细胞白血病

电流模式逻辑 (CML) 是一种常见的振荡器差分输出格式。它是开漏型输出，这意味着驱动器仅驱动为低电平，并且需要外部上拉电阻器在时钟周期的高电平部分将时钟信号拉高。通常支持两种电压摆幅：450 mV 和 850 mV。下图显示了典型的 450 mV 波形。 CML 通常用于无线基站等电信基础设施应用。

周期抖动

周期间 (C2C) 抖动定义为相邻周期之间信号周期时间的变化。它是通过相邻周期对的随机样本进行测量的 (JEDEC JESD65B)。根据 JEDEC 的规定，建议的最小样本量为 1,000 个周期。查看相关术语：积分相位抖动 (IPJ)、长期抖动、周期抖动、相位噪声

微分

与单端输出相比，差分输出由两个互补信号组成，两个信号之间有 180° 相位差。这种输出类型通常用于高频振荡器（100 MHz 及以上）。差分信号通常比单端信号具有更低的电压摆幅、更快的上升/下降时间、更好的抗噪能力，并且在需要更好的性能或更高的频率时使用。最常用的差分信号类型是 LVPECL、LVDS 和 HCSL。参见相关术语：单端

DPPM

DPPM（百万分之一缺陷）量化了每 100 万件产品中可能有多少件产品存在缺陷。该测量单位的估计具有一定的置信度。

占空比

占空比是一种时钟信号规格，定义为高态脉冲持续时间与振荡器信号周期之间的百分比比。下图说明了占空比 % = 100* TH/周期，其中 TH 和周期是在波形上的 50% 点处测量的。典型的占空比规格范围为 45% 至 55%。

频率

频率是振荡器输出信号的重复率（周期），以每秒赫兹 (Hz) 为单位进行测量。许多应用需要特定的振荡器频率。以下是标准频率及其典型应用的列表。

频率稳定性

频率稳定性是振荡器的基本性能指标。该规格代表了由于外部条件导致的输出频率的偏差——稳定度数字越小意味着性能越好。对于不同的振荡器类别，外部条件的定义可能有所不同，但通常包括温度变化。它还可能包括电源电压变化、输出负载变化和频率老化。频率稳定性通常以百万分之一 (ppm) 或十亿分之一 (ppb) 表示，以标称输出频率为参考。

频率与温度斜率

频率与温度的斜率（也显示为 ΔF/ΔT）是温度变化 1°C 时频率变化的速率。它量化了振荡器频率对工作温度点附近微小温度变化的敏感性。它是精密 TCXO 的主要性能指标之一，决定了 TCXO 是否足够稳定以支持目标应用的需求。较小的频率与温度斜率值意味着由于受限温度窗口内的温度变化而导致的频率变化较低。例如，平均系统温度窗口可以是±5°C。在需要使用 IEEE 1588 进行时间和频率传输的系统中，更好的频率与温度斜率有助于改善时间误差。测量单位为 ppm/°C 或 ppb/°C。下面是 SiT5356 Elite TCXO 的图，显示了从 12°C 到 13°C 的频率斜率，值为 0.86 pb/°C。该图显示频率误差与标称频率而非绝对频率的关系，因此 y 轴标签为“FERROR”。频率与温度的斜率被报告为在总温度范围内观察到的斜率的最高绝对值。

增益传输或 Kvco

增益传输或 Kvco 是压控振荡器 (VCXO) 的一个常见特性，它确定输出频率响应控制电压 1V 变化而变化的程度。这对于计算利用 VCXO 的闭环特性非常有用。

哈达玛方差

阿达玛方差是三个连续频率测量值变化的平方。这些测量结果是三个相邻时钟周期之间的分数频率偏差值，M 是样本大小。对于白相位调制、闪烁相位调制、白频率调制、闪烁频率调制、随机游走频率、闪烁游走频率调制和随机运行频率调制，阿达玛方差收敛。它不受线性频率漂移的影响，非常适合铷振荡器的分析。下面是 Hadamard 方差的公式，其中 y 表示三个连续时钟周期之间的分数频率偏差值，M 是样本大小。

HCSL

高速电流控制逻辑 (HCSL) 是一种常用的差分输出格式，用于 PCI Express、服务器和其他应用。如下图所示，其典型输出摆幅为 700 mV，摆幅范围为 0V 至 700 mV。

保持

保持是与外部精密频率和/或时间参考同步并且暂时丢失该参考信号的系统所使用的一种操作模式。本地振荡器应具有在外部参考丢失后在系统中定义的限制内维持或保持稳定的频率和/或时间的能力。

积分相位抖动 (IPJ)

相位抖动是相位噪声在特定频谱上的积分，以皮秒或飞秒表示。下图显示了 f1 和 f2 之间的积分带示例，该曲线下方的面积是时域皮秒或飞秒抖动。

加载

在振荡器的范围内，负载通常指的是容性负载——由振荡器输出驱动的总电容。负载由驱动 IC 的输入电容、走线电容以及印刷电路板上的任何其他寄生元件或无源元件组成。

长期抖动

长期抖动测量时钟特性在几个连续时钟周期内与理想位置的偏差。这有效地测量了多个连续时钟周期的持续时间与其平均值的偏差。请参阅相关术语：周期间 (C2C) 抖动、积分相位抖动 (IPJ)、周期抖动、相位噪声

LVCMOS

低压 CMOS (LVCMOS) 是振荡器最常用的单端输出接口标准。低电压通常指低于5V，包括3.3V、2.5V、1.8V以及更低的电压。理想情况下，输出摆幅为轨至轨（0V 至 VDD），但由于损耗，接收器处的输出摆幅通常不完全为满轨。下图显示了 3.3V LVCMOS 信号的示例。

LVDS

低压差分 (LVDS) 信号是一种常见的振荡器差分输出格式。它的功率通常低于其他差分输出，电压摆幅约为 350 mV。这种输出格式通常用于网络交换机、路由器、无线基站和电信传输系统。下面是典型的 LVDS 输出波形。查看相关术语：HCSL、LVPECL

左心室PECL

低压正发射极耦合逻辑 (LVPECL) 是一种常见的振荡器差分输出格式。它的电压摆幅约为 800 mV，差分交叉点约为 2V。 LVPECL 用于注重低噪声的应用，例如网络交换机、路由器、无线基站和电信传输系统。 LVPECL 的主要特点是恒流源驱动器和晶体管永远不会进入饱和状态，这分别是低噪声和快速开关速度的关键。下图显示了典型的差分 LVPECL 波形。参见相关术语：HCSL、LVDS

微机电系统

微机电系统 (MEMS) 是具有运动部件的微型器件技术。在一些地区，这种技术被称为微机器或微系统技术。 MEMS 是从半导体器件制造中使用的工艺技术发展而来的。因此，硅是制造 MEMS 元件最常用的材料。 MEMS 技术广泛应用于各种商业应用，包括加速度计、陀螺仪、麦克风和一系列传感器。自 2007 年以来，MEMS 已在商业上用作石英晶体谐振器的替代品，并开始批量生产。有关更多信息，请参阅 SiTime 的 MEMS First™ 和 EpiSeal™ 工艺技术论文。

平均无故障时间

平均故障间隔时间 (MTBF) 是振荡器故障之间的预测时间。基于石英的设备通常具有数千万小时的 MTBF。 SiTime 振荡器的 MTBF 超过 10 亿小时。质量的另一个衡量标准是故障时间 (FIT) 率，它是单位时间（例如数百万小时或数十亿小时）内的故障数量。有关更多信息，请参阅 SiTime 可靠性计算应用说明。

工作温度范围

工作温度范围是数据表中指定所有振荡器参数的温度跨度。下面列出了常见的温度范围。商业、汽车 4 级：0°C 至 70°C 扩展商业：-20°C 至 70°C 工业、汽车 3 级：-40°C 至 85°C 扩展工业、汽车 2 级：-40°C 至105°C 汽车 1 级：-40°C 至 125°C 军用：-55°C 至 125°C 汽车 0 级：-40°C 至 150°C

输出使能

输出使能 (OE) 是一项用于通过数字输入信号控制振荡器输出状态的功能。输出使能功能是指当控制引脚拉高时，器件输出频率；当引脚拉低时，器件输出频率。

包装

振荡器通常采用行业标准封装尺寸。焊盘排列和相应的焊盘布局可能因供应商而异，但总体 xy 尺寸是标准化的。 XO、TCXO 和 VCXO 的标准封装尺寸如下。 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 OCXO 采用更大的封装，尺寸范围为 9.7 x 7.5 mm 至 135 x 72 mm。常见的 OCXO 封装尺寸为 25.4 x 25.4 mm。

百万分率 (ppm) 和十亿分率 (ppb)

这些是相对于标称频率的相对频率单位。 1 ppm 表示标称频率的 1/106 部分。 1 ppb 表示标称频率的 1/109 部分。

周期抖动

周期抖动是时钟信号的周期时间在多个随机选择的周期内的偏差 (JEDEC JESD65B)。建议的最小样本量为 10,000 个周期。周期抖动的获取和计算过程如下。 1. 测量一个时钟周期的持续时间（上升沿到上升沿） 2. 等待随机数量的时钟周期 3. 重复上述步骤 10,000 次 4. 计算平均值、标准偏差 (σ) 和峰峰值- 10,000 个样本的峰值 请参阅相关术语：周期间 (C2C) 抖动、积分相位抖动 (IPJ)、长期抖动、相位噪声

相位噪声

在振荡器中，相位噪声是由时域不稳定性引起的时钟信号相位的快速、短期、随机波动。相位噪声 L[f] 以相对于每 1 Hz 带宽的载波功率 (dBc) 的分贝数表示。它与相位波动谱密度 S(f) 相关，即 L[f] = 10log[0.5S(f)]（美国联邦标准 1037°C，电信术语表）。简而言之，相位噪声是时域中时钟抖动的频域测量。以下是 SiTime SiT9365 振荡器的相位噪声图，其中突出显示了与相位噪声相关的关键信息。

拉动线性度

牵引线性度是决定 VCXO 质量的特性之一。理想情况下，在整个牵引范围内控制电压变化的 VCXO 频率响应应该是一条直线。拉动线性度量化了真实特性与完美线条的距离。它定义为期望值的频率误差与总偏差之间的比率，以百分比表示，其中频率误差是通过输出频率与控制电压图绘制的所谓“最佳直线”的最大频率偏移。下图说明了这个概念。

拉力范围 – 总拉力范围和绝对拉力范围

总牵引范围 (PR) 是在标称条件下控制电压在其最大范围内变化而产生的频率偏差量。绝对牵引范围 (APR) 是压控振荡器在所有环境和老化条件下保证的可控频率牵引范围。下图显示了拉力范围和绝对拉力范围之间的关系。

牵拉性

可拉性是指在标称频率值的较窄范围内控制或拉动振荡器输出频率的能力。频率控制的典型方法是向 VCXO 的控制电压输入引脚施加控制电压。 DCXO（数控晶体振荡器）允许通过在 I2 C 或 SPI 等串行接口上写入数字控制字来拉动频率。振荡器的牵引范围从 ±5 ppm 到 ±3200 ppm 不等。

品质因数，Q

品质因数与振荡器每个周期存储的能量与消耗的能量之比成正比，如下式所示。 Q = 2 π 每周期存储的能量 每周期消耗的能量 Q 越高表示振荡器越好、阻尼越低，因为每个周期损失的能量越少。 Q 值的影响接近载波相位噪声，Q 值越高，相位噪声越低（越好）。 AT 切割石英谐振器的 Q 值范围为 10,000 至 100,000。 SiTime MEMS 谐振器的典型 Q 值为 150,000。

回溯

回扫是振荡器的多个连续电源周期之间的频率误差。它显示了在断电一段时间并重新施加到设备上后，振荡器恢复到相同绝对频率的情况。回扫对于 OCXO 等精密振荡器尤为重要。回扫的原因尚不完全清楚，但可能涉及谐振器安装结构的应变变化以及封装内的污染物重新分布。 SiTime TCXO 具有业界最低（最佳）回扫，通常低于 ±10 ppb，因为谐振器采用晶圆级封装，污染水平极低，约为十亿分之一 (ppb)。

上升/下降时间

上升/下降时间是输出信号的上升沿和下降沿的持续时间，通常在输出信号电平的 20% 和 80% 或 10% 和 90% 之间测量。下图显示了单端输出上 10% 至 90% 定义的上升和下降时间。

单端

与差分输出相比，单端输出由单个输出时钟（通常为 LVCMOS）组成，其摆动近似于轨到轨（0V 至 VDD）。单端输出是最常见的振荡器输出类型。

声压级

焊盘布局 (SPL) 是振荡器所在的印刷电路板焊盘的布局。下面的示例显示了 6 引脚 7050 振荡器封装 (7.0 mm x 5.0 mm) 的 SPL。

支持

待机是一种低功耗模式，其中大部分内部电路完全关闭，振荡器不产生任何输出频率。开始将数字控制输入引脚设置为适当的状态。

启动时间

启动时间是从向振荡器施加电源电压 (VDD) (90%) 到第一个输出时钟周期开始的时间段。下图说明了启动时间。

电源电流

电源电流是振荡器的最大工作电流。它在最大电源电压（有时是标称电源电压）下以微安 (μA) 或毫安 (mA) 为单位进行测量。典型电源电流是在无负载的情况下测量的。

电源电压

电源电压（以伏特 (V) 为单位）是运行振荡器所需的输入功率。电源电压通过 VDD 引脚为振荡器供电，有时也称为 VDD。单端振荡器的标准电压包括 1.8、2.5 和 3.3V。现代差分振荡器的电压范围通常为 2.5 至 3.3V。 SiTime 提供工作电压低至 1.2V 的振荡器，适用于纽扣电池或超级电容备用电池等稳压电源应用。大多数 SiTime 振荡器系列的电源电压都是可编程的，这减少了对电平转换器或稳压器等外部组件的需求。

热滞后

热滞后是上周期和下周期频率随温度特性的差异，并通过差异最大时的温度差异值进行量化。热迟滞对于 TCXO 和 OCXO 等精密振荡器尤其重要，因为它消耗了总体频率稳定性预算的很大一部分。

热滞后的原因尚不完全清楚，但可能涉及谐振器安装结构中的应变变化、封装内的污染物重新分布以及温度传感器和谐振器之间的热梯度。 SiTime TCXO 具有业界最低（最佳）的迟滞，在 -40°C 至 105°C 范围内通常为 ±15 ppb，因为振荡器和温度传感器之间的热滞后可以忽略不计，并且零件的污染水平极低 -由于谐振器的晶圆级封装，亿分之一 (ppb)。

总拉力范围

参见拉力范围

三态

三态是高阻抗输出状态，通常在通过禁用输出驱动器关闭输出并且不产生时钟信号时发生。

音量/音量

电压输出高/电压输出低（VOH/VOL）是时钟输出的高电压电平和低电压电平。下图显示了 VOH 和 VOL 与时钟波形的关系。

晶体（X 或 XTAL）

晶体是一种以固定频率振动的无源谐振器。晶体用作具有集成振荡器电路（即片上生成）的半导体 IC 的外部定时参考。

晶体振荡器 (XO) 或振荡器

振荡器是一种将谐振器和振荡器电路组合到单个封装中的有源器件。振荡器不需要外部组件来生成时钟信号。尽管在某些情况下，可能需要电源去耦组件和/或终端电阻器。在某些地区，XO 被称为 OSC 或 SPXO（简单封装晶体振荡器）。 XO 的典型频率稳定性范围为 ±10 至 ±100 ppm。单端振荡器的最小引脚数是三个引脚，分别用于电源、接地和振荡器输出。然而，振荡器通常至少有四个引脚来容纳输出使能或其他控制功能。差分振荡器通常采用六引脚封装。一些包含 I2 C 等串行接口控制的振荡器采用 10 引脚或更多引脚数封装。 XO 的频率稳定性范围通常为 ±10 ppm 至 ±100 ppm，并且通常采用以下封装：7050、5032、3225、2520 和 2016。

数控晶体振荡器 (DCXO) 或数控振荡器

DCXO 与 VCXO 类似，两种类型的器件都允许拉频。在某些情况下，DCXO 能够将输出频率编程到超出有限拉动范围的更宽范围。 DCXO 与 VCXO 的不同之处在于，频率是通过通过 I2 C 或 SPI 等串行接口写入数字控制字来调整的。

数控温度补偿晶体振荡器 (DCTCXO) 或数控温度补偿振荡器

DCTCXO 是一种结合了 DCXO 的频率牵引和编程功能的 TCXO。

恒温晶体振荡器 (OCXO)

OCXO 提供温度补偿和恒温功能，以便在环境温度变化时保持振荡器几乎恒定的温度。这些设备将谐振器以及温度传感和补偿电路封装在加热外壳内。这种温度补偿和恒温使 OCXO 能够实现非常好的频率稳定性，范围为 0.05 ppb 至 200 ppb。石英晶体 OCXO 的典型封装尺寸范围为 9.7 mm x 7.5 mm 至 135 mm x 72 mm。

温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 或温度补偿振荡器

TCXO 是一种具有温度补偿功能的振荡器，用于补偿谐振器的频率与温度特性。这种补偿使 TCXO 能够比非补偿振荡器 (XO) 实现更好的频率稳定性。 TCXO 的频率稳定性范围为 ±0.05 ppm 至 ±5 ppm。这些器件用于需要精确定时参考的应用，例如高性能电信和网络设备

压控晶体振荡器 (VCXO) 或压控振荡器

VCXO 包含一个控制电压引脚，可将输出频率控制在标称频率附近。频率控制的范围称为牵引范围，其范围通常为 ±50 ppm 至 ±200 ppm，但对于 SiTime VCXO 可以扩展到 ±3200 ppm。 VCXO 通常用于离散抖动衰减和时钟恢复应用。

压控温度补偿晶体振荡器 (VCTCXO) 或压控温度补偿振荡器

VCTCXO 是一种 TCXO，它包含一个控制电压引脚，允许输出频率在标称频率附近变化。 VCTCXO 的频率调谐范围通常为 ±5 ppm 至 ±25 ppm。一些供应商将这些器件称为 TCVCXO。