發(fā)布日期:2019-07-11
在選擇和購(gòu)買石英晶體振蕩器時(shí),或者在查看制造商提供的晶體規(guī)格時(shí),我們將提供輸出模式(Output Type)或輸出波形。經(jīng)??吹降妮敵瞿J绞荂MOS、TTL、Sine Wave等等。這些輸出模式是什么意思?石英晶體振蕩器常用的輸出模式主要包括:TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS、Sine Wave。這幾種波形都是目前行業(yè)常用的波形。其中TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS均屬于方波,Sine Wave屬于正弦波。通常,方波輸出功率大,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),但諧波分量豐富;正弦波輸出功率不如方波,但其諧波分量小很多。我們逐一給大家介紹一下這些輸出模式的定義:
(1)TTL:Transistor-Transistor Logic(晶體管-晶體管邏輯電路),傳輸延遲時(shí)間快、功耗高, 屬于電流控制器件。
(2)CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS邏輯電路),傳輸延遲時(shí)間慢、功耗低,屬于電壓控制器件。CMOS相對(duì)TTL有了更大的噪聲容限,輸入阻抗遠(yuǎn)大于TTL輸入阻抗。對(duì)應(yīng)3.3V LVTTL,出現(xiàn)了LVCMOS,可以與3.3V的LVTTL直接相互驅(qū)動(dòng)。HCMOS采用全靜態(tài)設(shè)計(jì)、高速互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝,CMOS采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體。CMOS最終將會(huì)被HCMOS所替代。
(3)ECL:Emitter-Couple Logic(發(fā)射極耦合邏輯電路),該電路的特點(diǎn)是基本門電路工作在非飽和狀態(tài)。ECL電路具有相當(dāng)高的速度,平均延遲時(shí)間可達(dá)幾個(gè)毫微秒甚至亞毫微秒數(shù)量級(jí)。ECL電路的邏輯擺幅較小(僅約0.8V ,而TTL 的邏輯擺幅約為2.0V),當(dāng)電路從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)時(shí),對(duì)寄生電容的充放電時(shí)間將減少,這是ECL電路具有高開關(guān)速度的重要原因。但ECL輸出的邏輯擺幅小,對(duì)抗干擾能力不利。另外ECL電路具有很高的輸入阻抗和低的輸出阻抗。
(4)PECL:PosiTIve Emitter-Couple Logic(正發(fā)射極耦合邏輯電路)。ECL電路速度快,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),噪聲小,很容易達(dá)到幾百M(fèi)Hz的應(yīng)用,但是功耗大,需要負(fù)電源。為簡(jiǎn)化電源,出現(xiàn)了PECL(ECL結(jié)構(gòu),改用正電壓供電)和LVPECL的輸出模式。LVPECL即是Low Voltage PosiTIve Emitter-Couple Logic(低壓正發(fā)射極耦合邏輯),LVPECL是由ECL和PECL發(fā)展而來,LVPECL的典型輸出為一對(duì)差分信號(hào),他們的射極通過一個(gè)交流源接地。ECL、PECL、LVPECL使用時(shí)應(yīng)注意:不同電平不能直接驅(qū)動(dòng),中間可用交流耦合、電阻網(wǎng)絡(luò)或?qū)S眯酒M(jìn)行轉(zhuǎn)換。以上三種均為射隨輸出結(jié)構(gòu),必須有電阻拉到一個(gè)直流偏置電壓。(如多用于時(shí)鐘的LVPECL:直流匹配時(shí)用130歐上拉,同時(shí)用82歐下拉;交流匹配時(shí)用82歐上拉,同時(shí)用130歐下拉,但兩種方式工作后直流電平都在1.95V左右。)
(5)LVDS:Low-Voltage DifferenTIal Signaling(低電壓差分信號(hào)),為差分對(duì)輸入輸出,內(nèi)部有一個(gè)恒流源3.5~4mA,在差分線上改變方向和電平來表示“1”和“0”。通過外部的100歐匹配電阻(并接在差分線上靠近接收端)轉(zhuǎn)換為±350mV的差分電平。LVDS使用注意:可以達(dá)到600MHz以上,PCB要求較高,差分線要求嚴(yán)格等長(zhǎng),差[敏感詞]不超過10mil(0.25mm);100歐電阻離接收端距離不能超過500mil,[敏感詞]控制在300mil以內(nèi)。LVDS的應(yīng)用模式可以有三種形式:①單向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn),能通過一對(duì)雙絞線實(shí)現(xiàn)雙向的半雙工通信;②多分支形式,即一個(gè)驅(qū)動(dòng)器連接多個(gè)接收器(當(dāng)有相同的數(shù)據(jù)要傳給多個(gè)負(fù)載時(shí),可以采用這種應(yīng)用形式);③多點(diǎn)結(jié)構(gòu),此時(shí)多點(diǎn)總線支持多個(gè)驅(qū)動(dòng)器,也可以采用BLVDS驅(qū)動(dòng)器,它可以提供雙向的半雙工通信,但是在任一時(shí)刻,只能有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器工作,因而發(fā)送的優(yōu)先權(quán)和總線的仲裁協(xié)議都需要依據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,選用不同的軟件協(xié)議和硬件方案。
(6)Clipped Sine Wave:削頂正弦波(Clipped Sine Wave)。相比方波的諧波分量少很多,但驅(qū)動(dòng)能力較弱,在負(fù)載10K//10PF時(shí)Vp-p為0.8Vmin。通常為SMD 7050、SMD5032、SMD3225等封裝的表貼溫補(bǔ)晶振使用的輸出波形。
(7)Sin Wave:通常晶振正弦波輸出的負(fù)載阻抗為50歐姆。波形的諧波分量很小,一般諧波抑制都優(yōu)于-30dBc。正弦波輸出晶振通常用于射頻信號(hào)處理、頻率源等應(yīng)用場(chǎng)合。