
差分晶振在高速傳輸網(wǎng)絡(luò)的干貨全知道

差分晶振顧名思義,就是輸出是差分信號(hào)的晶振。它通過(guò)使用2種相位彼此完全相反的信號(hào),從而消除了共模噪聲,從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)更高性能的系統(tǒng)。
發(fā)布時(shí)間:2025-06-17
隨著科技的發(fā)展,我們傳輸?shù)臄?shù)據(jù)變大,傳輸?shù)木嚯x變長(zhǎng),對(duì)頻率穩(wěn)定度的要求變高。近年來(lái)也受到越來(lái)越多的電子工程師更青睞差分晶振,它具備高性能、低功耗、低噪聲的優(yōu)點(diǎn),使其成為很多設(shè)計(jì)適合的方案。并廣泛應(yīng)用于高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,在高速設(shè)計(jì)中,需要選擇電平擺幅窄、支持遠(yuǎn)距離傳輸、功耗小的信號(hào)電平,LVDS、LVPECL、HCSL等電平具有這些特性,因此稱為高速邏輯電平。高速電平一般采用差分技術(shù)。
什么是差分晶振
差分晶振顧名思義,就是輸出是差分信號(hào)的晶振。它通過(guò)使用2種相位彼此完全相反的信號(hào),從而消除了共模噪聲,從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)更高性能的系統(tǒng)。
差分晶振的優(yōu)勢(shì)
1、抗干擾能力強(qiáng)。
2、對(duì)參考電平(地平面或電源平面)完整性要求較弱。
3、抑制串?dāng)_、EMI能力強(qiáng)。
4、功耗小、速率高、不受溫度、電壓波動(dòng)的影響。
差分輸出與單端輸出的差別
所有電路中都需要一個(gè)完整的電流回路才能正常運(yùn)作,對(duì)于單端電路而言,信號(hào)通過(guò)單根導(dǎo)線傳送到接收器,信號(hào)是在一根導(dǎo)線傳輸?shù)呐c地之間的電平差,這種方案的不足之處在于,如果接地平面上存在噪音,就會(huì)影響到鏈接到的所有電路。而差分信號(hào)使用兩根導(dǎo)線或PCB走線。第二根導(dǎo)線或走線提供了電流的回路,這跟導(dǎo)線上的信號(hào)(即互補(bǔ)信號(hào))相對(duì)于真實(shí)信號(hào)有180度的相位差,與單端信號(hào)傳輸不同,差分信號(hào)的回路是專門為該電路而設(shè)的。
差分晶振工作原理
差分信號(hào):即使用兩個(gè)物理量之間的數(shù)值差異來(lái)表示一個(gè)信號(hào)。從嚴(yán)格意義上來(lái)講,所有電壓信號(hào)都是差分的,因?yàn)橐粋€(gè)電壓只能是相對(duì)于另一個(gè)電壓而言的。差分晶振發(fā)送兩個(gè)大小相等,方向相反的信號(hào),接收端會(huì)有一個(gè)相減器,比較這兩信號(hào)的差值,來(lái)判斷邏輯位是0或是1,承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線,即稱為差分走線,或差動(dòng)對(duì),這就是差分信號(hào)。
不同差分信號(hào)的輸出類型與電壓擺幅水平以及適用的場(chǎng)景。
1、是低電壓正發(fā)射極耦合邏輯(LVPECL)具有更快的切換速度和低噪聲輸出。
LVPECL(低電壓正發(fā)射極耦合邏輯)是主要的差分輸出之一。它通過(guò)避免晶體管飽和而實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)速度,并擁有恒定電流源驅(qū)動(dòng)器,由于大電壓擺動(dòng)(通常約為800mV),具有非常好的抖動(dòng)性能,從而產(chǎn)生低噪聲輸出使其非常適用于PON、顯卡、光模塊、智能網(wǎng)卡等應(yīng)用。
2、是低電壓差分信號(hào)(LVDS),提供低功耗和低電磁輻射(EMI)。
LVDS(低電壓差分信號(hào))可同時(shí)提供低功耗和低電磁干擾 (EMI)組合,由于較小的電壓擺幅(通常約為350mV),與LV-PECL差分晶振輸出相比功耗更低,不易受噪音影響。在音視頻處理器、服務(wù)器、路由器和交換機(jī)等應(yīng)用中非常重要。
3、是高速電流轉(zhuǎn)向邏輯(HCSL),主要用于高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)(PCI Express)和英特爾芯片組。
HCSL是一種高速差分信號(hào),通常工作在較低的電壓水平。最初設(shè)計(jì)作為CPU時(shí)鐘,HCSL在1990年代末開始用于高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)(PCI Express)參考時(shí)鐘。HCSL輸出具備抖動(dòng)最小,功耗低等特性,這種類型的晶振通常被用于系統(tǒng)內(nèi)部的高速串行通信、時(shí)鐘分配和數(shù)據(jù)通路等需要高速、低功耗、高性能的應(yīng)用場(chǎng)景。
為滿足高速數(shù)據(jù)傳輸與處理場(chǎng)景日益嚴(yán)格的時(shí)序信號(hào)需求,YXC推出一系列低抖動(dòng)、高精度、高頻率、微型化、耐高溫的差分晶振產(chǎn)品,為相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景提供高度可靠的解決方案。
YXC差分晶振系列
產(chǎn)品特點(diǎn)
超低抖動(dòng):在12kHz 到 20 MHz帶寬上,相位抖動(dòng)僅 0.05ps
超高頻率:最高支持2100MHz,靈活定制、快速交付
微型化:最小封裝尺寸可以達(dá)到 2.5 x 2.0 mm,卓越性能與迷你尺寸的完美結(jié)合
豐富的輸出方式:提供LVPECL、LVDS、HCSL 、CML多種輸出邏輯
作為時(shí)鐘頻率解決方案的佼佼者,YXC揚(yáng)興科技已專注晶振37年,一直致力于現(xiàn)代化科技建設(shè),為高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景提供超低相噪以及超高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源。
應(yīng)用案例
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