歐美進口振蕩器規(guī)定的抖動類型
來源：http://www.ytxiaoping.cn 作者：金洛鑫電子 2018年09月21
業(yè)界里常說擁有低抖動特性的晶體振蕩器，都屬于特別高端的晶振，各位做石英晶振的同行大概都能明白這個意思，然而對于外行人來說，就有點難以理解了。美國和歐洲其他國家的進口晶振量產(chǎn)的低抖動晶振比較多，日系也只有愛普生晶振，NDK晶振，KDS晶振，京瓷晶振等品牌會有部分生產(chǎn)，但也不算多。歐美的石英晶體振蕩器抖動并不是都一樣，而是有多種類型，和不同的計算方式。
時域測量：
有源晶振周期到周期抖動測量相鄰周期之間的周期差。峰值到峰值周期抖動是寬度周期測量值從最小值到最大值的分布。從連續(xù)的直方圖獲得峰到峰邊緣測量。采集的樣本測量越多，最小和最大之間的差異越大期間數(shù)據(jù)點。樣本周期測量的分布具有與其相關(guān)的RMS或標準偏差（1-sigma）。周期測量分布的1-sigma電平可用于計算誤碼率。預(yù)期的BER定義為當峰值到峰值的總抖動（隨機加確定性）超過抖動預(yù)算時，導(dǎo)致誤碼的概率。
下面列出的是隨機抖動（pk-to-pk）與BER的關(guān)系表：
頻域測量：
可以從MtronPTI晶振的DTS時間測量系統(tǒng)獲得指定帶寬上的集成抖動。例如，SONET標準要求在與載波頻率偏移12KHz至20MHz的頻帶內(nèi)的抖動性能。根據(jù)根據(jù)測量的樣本數(shù)量，Wavecrest系統(tǒng)將在每個單位30至90秒內(nèi)計算該值。
集成抖動也可以在給定帶寬上從相位噪聲測量系統(tǒng)獲得。取決于數(shù)量在每個頻率偏移帶內(nèi)的平均值，每單位測量可能需要長達四分鐘。每次測量技術(shù)有其優(yōu)點和缺點。與MtronPTI技術(shù)支持的補充討論可以審查這些測量技術(shù)的差異更詳細。
在特定的155.52MHz PECL晶振產(chǎn)品中，集成抖動在12KHz至20MHz的頻帶內(nèi)為1.08pS。在時域中測量，該相同的DUT具有5.99pS的循環(huán)到循環(huán)1-sigma水平。時域中的峰值到峰值是45.8pS。盡管集成相位抖動看起來更好，因為它的數(shù)量較小，但時域測量可以進行通信有關(guān)振蕩器波形噪聲特征的相同信息。
將相位噪聲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為集成相位抖動：
有許多論文描述了如何根據(jù)進口晶體振蕩器相位噪聲推導(dǎo)表達RMS抖動的方程。我們會告訴你什么是一個為Microsoft Excel電子表格開發(fā)的實際應(yīng)用程序。這是一個可供任何工程師使用的工具有興趣分析相位噪聲數(shù)據(jù)。我們從完善的公式開始，以秒為單位計算RMS抖動相位噪聲。
fo=以Hz為單位的載波頻率
f1,f2=感興趣的偏移頻率范圍，單位為Hz
Φ=以弧度表示的相位噪聲2/Hz
dBc=相對于載波的相位噪聲功率
SΦ（f）=特定偏移頻率f的頻譜密度，單位為Hz，（見公式2）
Φ與等式3的相位噪聲功率有關(guān)。在方程式2中代入Φ，我們得到方程式4中SΦ（f）的最終定義。
為了近似積分，我們使用梯形等式5的總和。
相位噪聲測試系統(tǒng)以對數(shù)標度繪制頻率，每十年應(yīng)選擇至少3個點。例如獲得均勻間隔的點，我們選擇使用10,20,50,100,200 ......等方法。更多的點等于更好的相關(guān)性。剩下的就是取總和的平方根，然后除以（2*PI*Fo）。我們已經(jīng)描述了所有必要的部分使這成為一個簡單的任務(wù)，實現(xiàn)到電子表格或?qū)⑵渚幋a為BASIC或C程序。
下面列出的結(jié)果將此方法與使用n=16點的Aeroflex PN9000相位噪聲測試裝置進行比較10Hz至1MHz。
從供應(yīng)商到客戶的振蕩器抖動的相關(guān)性：
無論指定何種類型的抖動，最大石英晶體振蕩器抖動水平都會導(dǎo)致最終產(chǎn)品失效要求應(yīng)該確定。在大多數(shù)情況下，振蕩器抖動對整個系統(tǒng)抖動的貢獻為25％或更低。幫助振蕩器公司模擬客戶板上的操作，有關(guān)噪聲波動的信息應(yīng)該是振蕩器電源給供應(yīng)商。然后，可以在有和沒有電源線噪聲注入的情況下執(zhí)行抖動測量客戶可以更好地理解設(shè)備如何通過一些“板載”信號干擾來執(zhí)行。
MtronPTI晶振建議其客戶群：
1）使用50000個周期循環(huán)指定時域1-sigma抖動和峰峰值電平。
2）還應(yīng)指定SONET帶寬（12 KHz至20 MHz）上的集成相位抖動。
3）應(yīng)規(guī)定不同頻率偏移下的相位噪聲性能，以便為振蕩器供應(yīng)商提供完整的圖像
振蕩器信號噪聲分布。
時域測量：
有源晶振周期到周期抖動測量相鄰周期之間的周期差。峰值到峰值周期抖動是寬度周期測量值從最小值到最大值的分布。從連續(xù)的直方圖獲得峰到峰邊緣測量。采集的樣本測量越多，最小和最大之間的差異越大期間數(shù)據(jù)點。樣本周期測量的分布具有與其相關(guān)的RMS或標準偏差（1-sigma）。周期測量分布的1-sigma電平可用于計算誤碼率。預(yù)期的BER定義為當峰值到峰值的總抖動（隨機加確定性）超過抖動預(yù)算時，導(dǎo)致誤碼的概率。
下面列出的是隨機抖動（pk-to-pk）與BER的關(guān)系表：
頻域測量：
可以從MtronPTI晶振的DTS時間測量系統(tǒng)獲得指定帶寬上的集成抖動。例如，SONET標準要求在與載波頻率偏移12KHz至20MHz的頻帶內(nèi)的抖動性能。根據(jù)根據(jù)測量的樣本數(shù)量，Wavecrest系統(tǒng)將在每個單位30至90秒內(nèi)計算該值。
集成抖動也可以在給定帶寬上從相位噪聲測量系統(tǒng)獲得。取決于數(shù)量在每個頻率偏移帶內(nèi)的平均值，每單位測量可能需要長達四分鐘。每次測量技術(shù)有其優(yōu)點和缺點。與MtronPTI技術(shù)支持的補充討論可以審查這些測量技術(shù)的差異更詳細。
在特定的155.52MHz PECL晶振產(chǎn)品中，集成抖動在12KHz至20MHz的頻帶內(nèi)為1.08pS。在時域中測量，該相同的DUT具有5.99pS的循環(huán)到循環(huán)1-sigma水平。時域中的峰值到峰值是45.8pS。盡管集成相位抖動看起來更好，因為它的數(shù)量較小，但時域測量可以進行通信有關(guān)振蕩器波形噪聲特征的相同信息。
將相位噪聲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為集成相位抖動：
有許多論文描述了如何根據(jù)進口晶體振蕩器相位噪聲推導(dǎo)表達RMS抖動的方程。我們會告訴你什么是一個為Microsoft Excel電子表格開發(fā)的實際應(yīng)用程序。這是一個可供任何工程師使用的工具有興趣分析相位噪聲數(shù)據(jù)。我們從完善的公式開始，以秒為單位計算RMS抖動相位噪聲。
fo=以Hz為單位的載波頻率
f1,f2=感興趣的偏移頻率范圍，單位為Hz
Φ=以弧度表示的相位噪聲2/Hz
dBc=相對于載波的相位噪聲功率
SΦ（f）=特定偏移頻率f的頻譜密度，單位為Hz，（見公式2）
Φ與等式3的相位噪聲功率有關(guān)。在方程式2中代入Φ，我們得到方程式4中SΦ（f）的最終定義。
為了近似積分，我們使用梯形等式5的總和。
相位噪聲測試系統(tǒng)以對數(shù)標度繪制頻率，每十年應(yīng)選擇至少3個點。例如獲得均勻間隔的點，我們選擇使用10,20,50,100,200 ......等方法。更多的點等于更好的相關(guān)性。剩下的就是取總和的平方根，然后除以（2*PI*Fo）。我們已經(jīng)描述了所有必要的部分使這成為一個簡單的任務(wù)，實現(xiàn)到電子表格或?qū)⑵渚幋a為BASIC或C程序。
下面列出的結(jié)果將此方法與使用n=16點的Aeroflex PN9000相位噪聲測試裝置進行比較10Hz至1MHz。
從供應(yīng)商到客戶的振蕩器抖動的相關(guān)性：
無論指定何種類型的抖動，最大石英晶體振蕩器抖動水平都會導(dǎo)致最終產(chǎn)品失效要求應(yīng)該確定。在大多數(shù)情況下，振蕩器抖動對整個系統(tǒng)抖動的貢獻為25％或更低。幫助振蕩器公司模擬客戶板上的操作，有關(guān)噪聲波動的信息應(yīng)該是振蕩器電源給供應(yīng)商。然后，可以在有和沒有電源線噪聲注入的情況下執(zhí)行抖動測量客戶可以更好地理解設(shè)備如何通過一些“板載”信號干擾來執(zhí)行。
MtronPTI晶振建議其客戶群：
1）使用50000個周期循環(huán)指定時域1-sigma抖動和峰峰值電平。
2）還應(yīng)指定SONET帶寬（12 KHz至20 MHz）上的集成相位抖動。
3）應(yīng)規(guī)定不同頻率偏移下的相位噪聲性能，以便為振蕩器供應(yīng)商提供完整的圖像
振蕩器信號噪聲分布。
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