关于SiTime MEMS硅晶振的概念说明(四)

周期抖动


    周期抖动是时钟信号在多个随机选择的周期 (JEDEC JESD65B) 上的周期时间偏差。 建议的最小样本量为 10,000 次循环。 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、重复以上步骤10000次
    4、计算 10,000 个样本的平均值、标准偏差 (σ) 和峰峰值



周期到周期抖动


    周期间 (C2C) 抖动定义为相邻周期之间信号周期时间的变化。 它是在相邻周期对 (JEDEC JESD65B) 的随机样本上测量的。 根据 JEDEC 的规定,建议的最小样本量为 1,000 次循环。

集成相位抖动 (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 之间的示例积分带,该曲线下的面积是抖动的时域ps秒或fs


长期抖动


       长期抖动测量时钟特征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如何偏离其平均值。

 

相位噪声


       在振荡器中,相位噪声是时钟信号相位的快速、短期、随机波动,由时域不稳定性引起。 相位噪声L[f]以相对于每1Hz带宽的载波功率(dBc)的分贝表示。 它与相位波动S(f)的频谱密度有关,因为L[f] = 10log[0.5S(f)](美国联邦标准1037°C,电信术语表)。 简单来说,相位噪声是在时域中表现为时钟抖动的频域测量。 以下是SiTime SiT9365振荡器的相位噪声图,突出显示了与相位噪声相关的关键信息。



可牵引性


       可牵引性是在较窄的标称频率值范围内控制或牵引振荡器输出频率的能力。 频率控制的典型方法是在VCXO的控制电压输入引脚上施加控制电压。DCXO(数字控制晶体振荡器)允许通过通过串行接口(如I2C或SPI)写入数字控制字来拉动频率。 振荡器的牵引力范围从±5 ppm到±3200 ppm。

 

牵引线性


       牵引线性是决定VCXO质量的特征之一。VCXO频率在整个牵引范围内控制电压变化的响应理想情况下应该是一条直线。 牵引线性量化实际特征与完美线的距离。 它被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的曲线绘制的所谓“最佳直线”的最大频率偏移.下图说明了这个概念。



牵引范围-总牵引范围和绝对牵引范围


       总牵引范围(PR)是在标称条件下在其最大范围内改变控制电压所导致的频率偏差量。 绝对牵引范围(APR)是压控振荡器在所有环境和老化条件下的保证可控频率牵引范围。 下图显示了拉力范围和绝对拉力范围之间的关系。



输出使能(Output Enable)


       输出使能(OE)是一种用于通过数字输入信号控制振荡器输出状态的功能。 输出使能功能是指器件在控制引脚被拉高时输出频率,在引脚被拉低时被禁用。

 

待机(Standby)


       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。 启动将数字控制输入引脚设置为适当状态。

 

启动时间


       启动时间是指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。