ECS晶振在全球范圍內(nèi)通信和移動(dòng)數(shù)據(jù)的能力不斷提高，使我們的星球似乎每天都在變小。隨著對(duì)更快的蜂窩和互聯(lián)網(wǎng)速度的需求不斷增加，我們看到數(shù)據(jù)傳輸速率正以指數(shù)級(jí)的速度增長。隨著這些數(shù)據(jù)速率的提高，它們必須突破當(dāng)前時(shí)序裕量的限制。時(shí)序裕量是提供商用于其所有訂戶付費(fèi)流量的干凈、可用的帶寬。可以想象，更干凈的帶寬等于更多的數(shù)據(jù);更多的數(shù)據(jù)等于同一網(wǎng)絡(luò)上更多的客戶，這反過來又等同于更多的收益。當(dāng)嘗試使用時(shí)序裕量的邊緣時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種不同但相互關(guān)聯(lián)的異常。這些異常將是相位噪聲和抖動(dòng)。它們的重要性將取決于您的數(shù)據(jù)傳輸方法。RF工程師通常會(huì)關(guān)注相位噪聲，而數(shù)字設(shè)計(jì)人員則更關(guān)注抖動(dòng)。如前所述，相位噪聲和抖動(dòng)是干擾時(shí)鐘的因素。因此，兩者都是頻率質(zhì)量和定時(shí)信號(hào)完整性的指標(biāo)。在它們功能的根源上，它們是相互關(guān)聯(lián)的。如果我們看一下這兩個(gè)異常，我們可以在系統(tǒng)級(jí)別表征時(shí)鐘或數(shù)據(jù)流中的時(shí)序不穩(wěn)定性。相位噪聲定義為由信號(hào)中發(fā)生的短期相位波動(dòng)引起的電噪聲。這些隨機(jī)波動(dòng)是由稱為抖動(dòng)的時(shí)域不穩(wěn)定性引起的。抖動(dòng)定義為高頻信號(hào)中信號(hào)脈沖的偏差。偏差可以是幅度、相位定時(shí)或信號(hào)脈沖的寬度。
相位噪聲和抖動(dòng)是時(shí)鐘性能相同信息的兩種不同測(cè)量值。相位噪聲是頻域中測(cè)量的性能，抖動(dòng)是時(shí)域中的測(cè)量性能。

什么是相位噪聲
相位噪聲是信號(hào)兩側(cè)噪聲頻譜的測(cè)量值，與頻域中的中心頻率或基波時(shí)鐘相鄰。相位噪聲是由于信號(hào)的隨機(jī)相位變化而產(chǎn)生的抖動(dòng)的結(jié)果。信號(hào)相位或頻率的電平在譜線的帶寬中描述。時(shí)序不穩(wěn)定性越大，譜線越寬。要定義相位噪聲，需要指定三個(gè)元素：
相位噪聲幅度：相位噪聲規(guī)格的電平或幅度以相對(duì)于載波的dB表示。這通常表示為dBc，例如，-50dBc是比載波低50分貝的水平。采用這種測(cè)量方法是因?yàn)橄辔辉肼曂ǔｋS載波電平而變化。如果相位噪聲隨載波電平而變化，則規(guī)范可以規(guī)定在給定載波電平下的相位噪聲為–n dBc。
與載波的偏移量：相位噪聲規(guī)格的一個(gè)重要部分是相位噪聲達(dá)到一定水平的載波的偏移。這是因?yàn)樵肼曀礁鶕?jù)載波的頻率偏移而變化，并且頻率偏移必須由組件供應(yīng)商給出。通常，相位噪聲在靠近載波時(shí)上升得更快，然后逐漸消失，直到最終達(dá)到本底噪聲。通常引用 1 kHz、10 kHz、100 kHz 等偏移。
測(cè)量帶寬：噪聲功率與帶寬成正比，因此有必要說明已使用的帶寬。使用的帶寬越寬，通過濾波器并被測(cè)量的噪聲水平就越大。最方便使用的帶寬是 1 Hz，因?yàn)楹苋菀讓⒋思?jí)別與其他帶寬相關(guān)聯(lián)。因此，這種相位噪聲規(guī)格格式幾乎被普遍采用。頻譜分析儀無法直接在1 Hz帶寬內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)檫@需要非常窄的濾波器帶寬。因此，它們?cè)诟鼘挼膸捴袦y(cè)量信號(hào)，并在數(shù)學(xué)上將電平調(diào)整為1 Hz帶寬的水平。
信號(hào)發(fā)生器或其他SMD晶振的典型相位噪聲規(guī)格在100 kHz偏移時(shí)可能為-100 dBc/Hz。對(duì)于完整的相位噪聲規(guī)格，將指定幾個(gè)點(diǎn)來指示不同點(diǎn)的相位噪聲，通常在相差十倍的點(diǎn)：10 Hz、100 Hz、1 kHz等。相位噪聲存在于所有信號(hào)的某種水平上。在大多數(shù)應(yīng)用中，相位噪聲水平并不是特別重要，但在其他應(yīng)用中，如SONET、RF通信和蜂窩通信，相位噪聲水平對(duì)于系統(tǒng)的整體運(yùn)行至關(guān)重要。相位噪聲的量可以通過適當(dāng)?shù)?strong>石英晶體振蕩器選擇和使用地點(diǎn)來減輕。隨著需要改進(jìn)以跟上所有類型的無線電系統(tǒng)的要求，相位噪聲是一個(gè)越來越重要的參數(shù)。

什么是抖動(dòng)，抖動(dòng)是信號(hào)的周期到周期與其完美對(duì)稱性的不一致。它可以采取幾種形式：邊沿或相位抖動(dòng)以時(shí)間間隔誤差和周期或周期間來衡量，抖動(dòng)是相鄰周期周期之間的差值。抖動(dòng)可以測(cè)量和定義兩種變體：隨機(jī)抖動(dòng)或確定性抖動(dòng)。隨機(jī)抖動(dòng)通常是不連接的，因?yàn)榉逯刀秳?dòng)值隨時(shí)間增加。確定性抖動(dòng)元件是相互連接的，不會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加。下面的示波器圖顯示了抖動(dòng)。
如何測(cè)量抖動(dòng)，時(shí)鐘性能最關(guān)鍵的方面之一是抖動(dòng)。不幸的是，沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)量抖動(dòng)，但是，有幾種公認(rèn)的方法來確定時(shí)鐘中的抖動(dòng)水平。根據(jù)所使用的測(cè)試設(shè)備、它們的連接方式以及實(shí)際測(cè)試條件，這些結(jié)果可能會(huì)有很大差異。雖然JEDEC標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)提供了定義和建議的測(cè)試條件，但來自不同測(cè)試人員的測(cè)量結(jié)果之間缺乏一致性。
時(shí)域抖動(dòng)測(cè)量可以用示波器進(jìn)行。示波器可輕松查看波形和脈沖。大多數(shù)供應(yīng)商提供抖動(dòng)測(cè)量測(cè)試包，但需要額外付費(fèi)。具有高采樣帶寬（1GS/s+）的高速（10GHz+）示波器應(yīng)該足以收集所需的數(shù)據(jù)。請(qǐng)記住，時(shí)域抖動(dòng)測(cè)量，特別是周期和周期間抖動(dòng)測(cè)量，是隨機(jī)的，并作為多個(gè)樣本的平均值給出。JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) 65 要求至少 1，000 個(gè)樣本，但大多數(shù)工程師似乎更喜歡 10，000 個(gè)樣本率。
周期抖動(dòng)，周期抖動(dòng)是測(cè)量的時(shí)鐘周期與理想周期之間的差異。理想時(shí)期可能難以辨別，因此將平均觀察期視為理想時(shí)期更為實(shí)際。這是計(jì)時(shí)設(shè)備制造商提供更準(zhǔn)確規(guī)格的常見做法。測(cè)量周期抖動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)程序包括隨機(jī)測(cè)量一個(gè)時(shí)鐘周期的持續(xù)時(shí)間10，000次，并使用記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和峰峰值。由于周期抖動(dòng)的隨機(jī)性，峰峰值可能會(huì)有很大差異?？赡苄枰匦聹y(cè)試幾次周期抖動(dòng)才能獲得真正的平均值。
周期間抖動(dòng)，測(cè)量周期間抖動(dòng)的過程需要測(cè)量兩個(gè)完整時(shí)鐘周期的持續(xù)時(shí)間10，000次，并取兩者之間的差異。記錄的數(shù)據(jù)用于計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差值。峰值只是觀察到的周期的最大差異。如前所述，在確定周期抖動(dòng)時(shí)，峰峰值可能會(huì)有很大差異，因此通常需要多次重新測(cè)試周期間抖動(dòng)才能得出平均值。
時(shí)間間隔誤差（TIE）抖動(dòng)，僅使用振蕩器時(shí)，測(cè)量TIE抖動(dòng)非常困難。通常，需要直方圖來根據(jù)測(cè)量發(fā)生的頻率繪制測(cè)量值。下面顯示了 TIE 測(cè)量的抖動(dòng)直方圖示例。在本例中，連續(xù)變量映射到 500 個(gè)箱中，數(shù)據(jù)集的總總體為 3，200，000。TIE 的平均值理論上為零，從此測(cè)量中可以看出，平均值為 0 nsec。對(duì)于此圖，分布近似于高斯分布，標(biāo)準(zhǔn)差為 1.3 psec。
相位噪聲、抖動(dòng)和頻率控制元件，相位噪聲和抖動(dòng)的存在會(huì)顯著降低各種應(yīng)用的性能，例如無線通信、高速數(shù)據(jù)傳輸和雷達(dá)系統(tǒng)。它們可能會(huì)引入錯(cuò)誤，降低信號(hào)質(zhì)量并限制可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率和傳輸距離。為了減輕相位噪聲和抖動(dòng)的不利影響，精確的頻率控制元件至關(guān)重要。這些組件提供穩(wěn)定的參考頻率、精密頻率調(diào)諧和低相位噪聲特性，以最大限度地減少時(shí)序誤差并保持信號(hào)完整性
PLL和頻率合成器廣泛用于嘗試精確的頻率控制并降低復(fù)雜系統(tǒng)中的相位噪聲和抖動(dòng)。這些技術(shù)將使用反饋環(huán)路和高級(jí)濾波將輸出頻率與穩(wěn)定基準(zhǔn)同步，從而最大限度地減少相位噪聲和相關(guān)抖動(dòng)。然而，頻率控制產(chǎn)品的選擇和設(shè)計(jì)對(duì)可實(shí)現(xiàn)的相位噪聲和抖動(dòng)性能有直接影響。必須仔細(xì)考慮振蕩器穩(wěn)定性和帶寬等因素，以確保最佳性能。簡而言之，如果系統(tǒng)性能需要干凈、穩(wěn)定的時(shí)鐘，那么只有基于石英的石英晶體振蕩器才能實(shí)現(xiàn)抖動(dòng)性能，這對(duì)于當(dāng)今的許多應(yīng)用至關(guān)重要。
總結(jié)
由信號(hào)中發(fā)生的短期相位波動(dòng)引起的電相位噪聲是由稱為抖動(dòng)的時(shí)域不穩(wěn)定性引起的。抖動(dòng)是高頻信號(hào)中信號(hào)脈沖的偏差。作為頻率質(zhì)量和定時(shí)信號(hào)完整性的指標(biāo)，相位噪聲和抖動(dòng)總是相互關(guān)聯(lián)的。但是，最好記住，它們的指標(biāo)通常是單獨(dú)查看的。本文展示了它們之間的關(guān)系，并且可以計(jì)算和比較相位噪聲和抖動(dòng)性能。雖然當(dāng)今具有適當(dāng)濾波功能的PLL和時(shí)鐘分配芯片可以為大多數(shù)應(yīng)用提供良好的抖動(dòng)，但只有獨(dú)立的石英晶體振蕩器才能實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)今許多應(yīng)用至關(guān)重要的抖動(dòng)性能。相位噪聲、抖動(dòng)和頻率控制組件之間的關(guān)系是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化的基礎(chǔ)。通過利用先進(jìn)的頻率控制技術(shù)和針對(duì)相位噪聲和抖動(dòng)控制優(yōu)化的產(chǎn)品，可以減輕相位噪聲和抖動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，從而實(shí)現(xiàn)高性能和可靠的通信系統(tǒng)。

ECS原廠編碼	型號(hào)	尺寸	頻率	頻率容差	頻率穩(wěn)定度
ECS-320-CDX-2374	CDX-2374	1.20mm x 1.00mm	32 MHz	±10ppm
ECS-320-10-48-CKY-TR	ECX-1048	1.20mm x 1.00mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-374-8-48-CKY-TR	ECX-1048	1.20mm x 1.00mm	37.4 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-384-8-48-CKY-TR	ECX-1048	1.20mm x 1.00mm	38.4 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-480-10-48-CKY-TR	ECX-1048	1.20mm x 1.00mm	48 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-7-48B-JTM-TR5	ECX-1048B	1.20mm x 1.00mm	32 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-320-8-48B-CKY-TR	ECX-1048B	1.20mm x 1.00mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-10-48B-CKY-TR	ECX-1048B	1.20mm x 1.00mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-480-10-48B-CKY-TR	ECX-1048B	1.20mm x 1.00mm	48 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-.327-6-1210-TR	ECX-1210	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-7-1210-TR	ECX-1210	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-9-1210-TR	ECX-1210	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-12.5-1210-TR	ECX-1210	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-6-1210B-N-TR	ECX-1210B	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-6-1210B-P-TR	ECX-1210B	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-12.5-1210B-N-TR	ECX-1210B	1.20mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-5-16-TR	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-6-16-TR3	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-7-16-C-TR	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±10ppm
ECS-.327-7-16-TR3	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-7-16-TR	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-9-16-TR	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-12.5-16-TR3	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-12.5-16-TR	ECX-16	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-.327-6-16R-TR	ECX-16R	1.60mm x 1.00mm	32.768 kHz	±20ppm
ECS-320-CDX-2292	CDX-2292	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±20ppm
ECS-240-8-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	24 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-240-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	24 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-240-10-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	24 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-260-8-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	26 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-260-8-47-JTM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	26 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-260-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	26 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-260-9-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	26 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-8-47-CKM-TR3	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-8-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-320-CDX-2152	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-360-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	36 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-384-10-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	38.4 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-400-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	40 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-480-8-47-JTN-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	48 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-520-8-47-CKM-TR	ECX-1247	1.60mm x 1.20mm	52 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-6-47B2-CTN-TR	ECX-1247B2	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±20ppm
ECS-320-8-47B2-CTN-TR	ECX-1247B2	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±20ppm
ECS-384-10-47B2-CKY-TR	ECX-1247B2	1.60mm x 1.20mm	38.4 MHz	±10ppm	±10ppm
ECx-1247B2	ECX-1247B2	1.60mm x 1.20mm	24 MHz ~ 80 MHz	±10ppm	±20ppm
ECS-240-6-47B-CKM-TR	ECX-1247B	1.60mm x 1.20mm	24 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-240-8-47B-7KM-TR	ECX-1247B	1.60mm x 1.20mm	24 MHz	±7ppm	±10ppm
ECS-271.2-10-47B-JTN-TR	ECX-1247B	1.60mm x 1.20mm	27.120 MHz	±20ppm	±20ppm
ECS-320-6-47B-CKY-TR	ECX-1247B	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±10ppm
ECS-320-6-47B-CTN-TR	ECX-1247B	1.60mm x 1.20mm	32 MHz	±10ppm	±20ppm

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