高性能晶体振荡器为5G网络提供时钟解决方案

高性能晶体振荡器为5G网络提供时钟解决方案

在5G网络应用中,对于网络节点的时钟要求非常高,网络设备需要稳定的时钟,以缩短锁定时间,减少保持漂移并提高同步性,因此必须采用高性能的晶体振荡器,才能确保系统稳定运行。本文将为您介绍高性能晶体振荡器的特性及Abracon公司的晶体振荡器产品系列。

系统对时钟抖动的要求越来越严格

随着技术的发展,越来越多的应用对系统时钟抖动的要求变得越来越严格,大多数要求在156.25MHz载波的12kHz至20MHz带宽上,最大的RMS抖动上限为200fs。

目前设计156.25MHz时钟振荡器主要有四种基本方法,第一种是利用反台石英片作为谐振器组件的石英振荡器,第二种是利用三次泛音石英片作为谐振器组件的石英振荡器,第三种是利用锁相环的石英振荡器,将低于50MHz的基音或三次泛音石英片,或是低于50MHz的温度补偿晶体振荡器,与整数或分数模式锁相环(PLL)IC配合产生156.25MHz输出,第四种则是低于50MHz的MEMS谐振器的振荡器环路,与锁相环(PLL)IC相配合的方式。

第一种方案既不能提供最佳的RMS抖动性能,也不能提供成本最低的解决方案。 第四种MEMS谐振器方法则不能满足最大200fs RMS抖动的主要性能标准。第二种方案利用优化设计的三次泛音石英片,同时考虑到电极的几何形状和切割角改良,从而在成本、性能和尺寸方面实现了最佳融合。

多种晶体振荡器产品满足不同需求

Abracon公司是一家无源组件供应商,为市场提供时钟/频率控制产品、磁性元器件/电感器、射频/天线和连接解决方案。Abracon预见市场对超低RMS抖动时钟解决方案的需求不断增长,因此推出多款高性能晶体振荡器,例如为5G网络节点提供时钟解决方案,包括低相位噪声晶体振荡器(XO)和高精度温补晶体振荡器(TCXO)。

 

AK7

 

Abracon推出了超低抖动的三次泛音ClearClock™解决方案(包括AK2、AX3、AK5和AK7系列),以支持需要100至200 MHz微型尺寸时钟解决方案的客户。这些需求通常包括5G通信、PCI Express(PCIe)、光通信模块、数据存储和网络设计等应用。

此外,Abracon还推出了ASGTX5系列TCXO器件,以满足Stratum-IV架构的过热和长稳要求。ASGTX5系列将高频时钟输出能力与5.0 x 3.2 mm的小尺寸面积相结合,以面向需要紧凑型组件解决方案的网络和通信等高稳定性应用。

ClearClock™晶体振荡器提供卓越的RMS抖动性能

ClearClock™晶体振荡器系列特别适用于光收发器和数据中心架构,它们主要采用156.25MHz本地振荡器,具有出色的相位噪声和RMS抖动性能,可做为10G、40G、100G,200G和400G设备的系统时钟。

Abracon的AK2、AX3、AK5和AK7 ClearClock™晶体振荡器解决方案采用三次泛音高Q(品质因子)石英片设计,并采用特定的切割角,可在-40℃至+85℃的扩展工作温度范围内,满足严格的频率稳定性要求,这些解决方案提供了卓越的RMS抖动性能,显著地超过了系统级要求。

Abracon的新型AK2、AX3、AK5和AK7 ClearClock™晶体振荡器系列旨在满足紧凑型应用(例如光模块、有源电缆以及小型网络和存储设备)的要求,同时支持最高数据速率超过10Gbps,甚至更高可达到100/400Gbps。

ClearClock™是载波频率在100MHz至200MHz范围内应用的理想选择,大多数网络处理器和高级CPU要求超低时钟抖动,以实现大于每秒10Gb的连接以及高达100Gbps的连接。AK2、AX3、AK5和AK7器件采用更安静的三次泛音架构,避免了基于锁相环(PLL)的乘法运算,并以最小封装尺寸,提供了超低抖动性能(小于100fs)的最佳组合,同时降低了整体功耗,通常在1.8V的最低工作电压下功耗仅为30mW,远低于其他高性能XO替代产品。

ASGTX5 TCXO系列

除了标准频率的ClearClock™解决方案之外,Abracon还开发了ASGTX5系列以解决Stratum-IV时钟系统的问题。 Stratum-IV系统要求时钟的最大整体频率偏差为±32ppm,包括初始设置公差、晶振经过回流焊后的频率偏移、供电电压和负载变化导致的频率偏差,在工作温度范围-40℃至+ 85℃的频率偏差,以及老化(20年)偏差等。

 

ASGTX5DAF1-200.0000

 

ASGTX5温补晶振(TCXO)解决方案可在15.0MHz至2.1GHz之间的任何载频下都能满足上述的严格要求。但是,为了达到该精度,该解决方案的RMS抖动比三次泛音ClearClock™同类产品略差一些。例如,它在156.25MHz载波上表现出<350fs的典型RMS抖动。

ASGTX5系列采用5.0 x 3.2 x 1.8 mm SMT封装,整体频偏小于Stratum-IV所要求的±32 ppm。此外,ASGTX5有四种标准差分输出格式(LVDS、HCSL、LVPECL或CML),可输出15MHz至2.1GHz之间的任何载波频率,其中格式为HCSL时最高输出频率可达700MHz。该系列非常适合对频率精度要求严格、高载波频率(例如1.00GHz)或CML差分输出的系统。

结语

随着5G在全球各地建设的速度加快,市场对高性能晶体振荡器的需求也更为殷切,Abracon公司推出的ClearClock™晶振与ASGTX5系列温补晶振,能够将严苛的时钟稳定性与较小的空间占用和高频输出相结合,为通信基础架构带来了卓越的好处,并实现了更高的性能水平,将是开发5G相关应用产品的最佳选择。

 

特色产品

AK7PBF1-200.0000

ASGTX5DAF1-200.0000