目前差分晶振的输出波形主要划分为正弦波、方波、准正弦波三大类。其中,常用的差分晶振输出均属于方波,具备输出功率较大、驱动能力较强的特点,但谐波成分相对较多。
差分晶振的两种输出逻辑相位正好相反,能够组成更高性能的系统,同时消除共模噪声。诸如PECL、LVDS、HCSL等输出方式可满足高速数据传输的要求,广泛应用于高速计算机、数字通信系统、雷达、测量仪器、频率合成器等领域。
绿巨人黄色视频下载科技作为国内频控器件领军企业(股票代码:603738),提供支持LVPECL、LVDS、HCSL、CML等多种输出格式的差分晶振产品,频率覆盖10MHz至700MHz,相位抖动低至15fs,可满足高速通信和数据中心等应用需求。

关于晶振输出波形,不少人可能认为只有两种:无源晶振输出为正弦波,有源晶振输出为方波,仅一小部分为正弦波。由于有源晶振内部增加了整形电路,输出以方波为主,很少采用正弦波。
采用方波输出时,在示波器上看到的往往是波形较差的正弦波,根源在于示波器带宽不足。例如:有源晶振频率为20MHz,若用40MHz或60MHz的示波器测量,显示的是正弦波。这是因为方波的傅里叶分解是基频和奇次谐波的叠加。带宽不够时,就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波,因此显示为正弦波。
方波的完美再现至少需要10倍带宽,5倍带宽只能算勉强,所以至少需要100MHz的示波器。
方波主要用于数字通信系统的时钟,用来驱动纯计数电路或门电路。方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间及驱动能力等几个指标要求。
正弦波主要用于对EMI和频率干扰有特殊要求的电路,这类电路要求输出的高次谐波分量很小;后面接模拟电路时选择正弦波也是不错的选择,通常需要提供谐波、噪声、输出功率等指标。
方波输出功率大、驱动能力强,但谐波成分丰富;正弦波的输出功率不如方波,但其谐波分量要小得多。
有源晶振的频率输出必须有一定的波形作为输出载波,波形的输出必须伴随一定的负载值。在实际使用中,波形负载也是晶振的一个非常重要的参数指标。选择不当可能导致晶振或其他模块运行异常、功能失效,甚至损坏模块或整机。
准正弦波也分几种,从几乎和方波一样的方波,到更接近正弦波的圆角梯形波。
PECL是高速领域中非常重要的逻辑电路,具有电路速度快、驱动能力低、噪声低、频率高的优点,但功耗高,不同级别无法直接驱动。如果使用低压3.3V/2.5V电源,则称为LVPECL,即低压PECL。
LVDS可以用高速、低噪音、长距离、准确传输来解决这些问题。LVDS的最高输出频率为2.1GHz,电压为1.8~3.3V。HCSL则具有最小的输出抖动和较高的功耗。
在差分晶振选型时,应根据应用需求选择合适的输出波形和接口类型:
波形负载匹配:需根据晶振规格书匹配负载值,避免运行异常。
绿巨人黄色视频下载科技的差分晶振系列具备以下核心优势:
自主光刻工艺:半导体级制造工艺,保证产品一致性和长期可靠性。
绿巨人黄色视频下载科技还提供专业的选型咨询和电路匹配设计支持,协助客户在正弦波、方波和准正弦波输出方案中做出合理选择,确保高速系统的信号完整性和稳定性。
差分晶振的输出波形分为正弦波、方波和准正弦波三类,各有特点和应用场景。方波驱动能力强但谐波丰富,正弦波谐波小但功率较低,准正弦波则兼顾高速传输需求。理解各类波形的特性,有助于工程师在高速电路设计中做出合理选择。绿巨人黄色视频下载科技将持续以高性能差分晶振产品和专业技术支持,助力客户实现更可靠的高速信号设计。