高性能抖动衰减器和时钟发生器的推荐晶体、TCXO和OCXO参考手册（之一）

Piezoman压电侠 2024-11-06 44

描述

本文档的目的是提供一份经过测试并符合Silicon Labs高性能抖动使用条件的晶体、TCXO和OCXO清单

衰减器和时钟发生器。对本文件的更改将附有流程变更通知（PCN）。

此处提供的信息基于测试样本。客户应随着时间的推移监控规范合规性和质量。客户还应验证

所选的晶体或振荡器与它们的应用非常匹配。

有关外部参考布局建议，请参阅相关数据表、参考手册和应用说明“AN905:Si534x外部参考：优化性能”。

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高性能抖动衰减器和时钟发生器的推荐晶体、TCXO和OCXO参考手册

推荐水晶

1.推荐水晶

定时晶体（XTAL）是指利用压电效应工作的石英晶体：其两端的电压会引起机械扰动，进而导致其两端产生电压。XTAL需要由电路驱动以维持其振荡。这提供了一个稳定的频率源，并在锁相环中用作参考。

下表列出了目前推荐的XTAL。符合本文件所述规格的XTAL可提交给Silicon Labs，以供将来与Si534x/7x/9x/83/84/88/89时钟一起使用。此表中的大多数零件号都是为Silicon Labs定制的。表中包含零件族信息，以便在供应商网站上进行搜索。用户还可以直接联系供应商，询问列出的具体零件号。

表1.1。所有Si534x/7x/9x/83/84/88/89设备的推荐XTALS

Supplier	Part No	Pait Family	Freg (MHz)	Initia Tol (±ppm)	AccuracV Over-40to +85 ℃ (±ppm)	CO,Max DF	ESR Max Q	CL pF	Tested over Iemp for Ac- tivity Dips?	Drive Level (uW	Case Size (mm)
Connor Winfield	CS-043	CS-043	48	15	25	2.0	20	8	No	200	3.2x2.5
Connor Wnfied	CS-044	CS-044	54	15	25	2.0	20	8	No	200	3.2x2.5
Hosonic	E3548.000F08M22SI	E3SB	48	20	20	1.5	25	8	No	200	3.2x2.5
Hosonic	E2548.000F08M22SI	E3SB	48	20	20	1.5	25	8	No	200	2.5x2.0
Hosonic	E3SB54.000F08M22SI	E3SB	48	20	20	1.5	25	8	No	200	3.2x2.5
Hosonic	E3SB54.00.0F08M225	E3SB	48	20	20	1.5	25	8	No	200	2.5x2.0
Kyocera	CX3225SB48000D0FPJC1	CX3225SB	48	10	15	2.0	23	8	Yes	200	3.2x2.5
Kyocera	CX3225SB48000D0WPSC1	CX32255B	48	15	30	2.0	23	8	Yes	200	3.2x2.5
Kyocera	CX3225SB48000D0WPTC1	CX32255B	48	30	60	2.0	23	8	No	200	3.2x2.5
Kyocera	CX3225SB54000D0FPJC1	CX3225SB	54	10	15	2.0	23	8	Yes	200	3.2x2.5
Kyocera	CX3225SB48000D0FPJC1	CX3225SB	54	15	30	2.0	23	8	Yes	200	3.2x2.5
Kyocera	CX3225SB48000D0WPSC1	CX32255B	54	30	60	2.0	23	8	Yes	200	3.2x2.5
NDK	NX3225SA-48.000M-CS07559	NX3225SA	48	20	30	1.8	23	8	No	200	3.2x2.5
NDK	NX3225SA-54.000M-CS07551	NX3225SA	54	20	30	1.8	23	8	No	200	3.2x2.5
Taitien	S0242-X-002-3	S0242	48	20	20	2.0	23	8	No	200	3.2x2.5
Taitien	S0242-X-001-3	S0242	54	20	20	2.0	23	8	No	200	3.2x2.5
TXC	7M48070012	7M	48	10	15	2.0	22	8	No	200	3.2x2.5
TXC	7M48072002	7M	48	10	15	2.0	22	8	Yes	200	3.2x2.5
TXC	7M48072001	7M	48	20	30	2.0	22	8	Yes	200	3.2x2.5
TXC	7M54070010	7M	54	10	15	2.0	22	8	No	200	3.2x2.5
TXC	7M54072001	7M	54	20	30	2.0	22	8	Yes	200	3.2x2.5
TX0	7M54072002	7M	54	20	30	20	22	8	Yeo	200	32×2.5
TX0	7M54072003	7M	54	10	15	2.0	15	8	Yeg	200	3.2×25
TX0	7M54072004	7M	54	10	15	20	15	8	Yeo	3001	3.2x25
8ward	XTL571500-8315-006		54	50	50	20	20	8	No	200	32×2.5
8ward	XTL571500-8315-007		54	50	50	2.0	20	8	No	200	2.5x2.0
Note: 1.When the ESR maxs 100,aXTAL ratedto 300jw ia requirnd If the E8R max is 150,aXTAL rated to 350 j s jequirnd

有关XTAL规格以及如何为您的应用选择最佳XTAL的信息，请参阅附录A。一般来说，满足附录a中ESR与C0数字要求且具有适用数据表中规定的最大额定功率的XTAL保证会振荡。

对于Silicon Labs Si534x/7x/9x P/Q级器件，请选择总寿命精度低于100ppm的XTAL。这个数字包括初始偏移、高温（85°C）下的老化、温度稳定性、拉拔灵敏度、回流效应和活性下降。

某些应用可能需要在整个温度范围内逐步测试的XTAL，以确保XTAL谐振频率在任何2°C温差下的变化都是有界的。这被称为活动下降测试，可能会增加XTAL的成本。Si534x/7x/9x/83/84/88/89产品设计用于正常测试的XTAL和活性浸渍测试的XTALs。

XTAL驱动电路和布局建议请参考相关数据表、参考手册和AN905。

2.推荐的振荡器

最基本和最精确的定时基准是XTAL。然而，仅靠XTAL无法维持振荡以提供稳定的时钟。需要添加驱动电路以获得连续稳定的振荡。这形成了一个基本的XTAL振荡器（XO）。XTAL振荡器基于其可调性和温度稳定性有许多不同的版本。

有关XTAL振荡器规格以及如何为您的应用选择最佳XO的信息，请参阅附录B。

2.1推荐地层3/3E OCXO/TCXO

下表列出了已批准与Si534x/7x/8x/9x系列成员一起使用的低频Stratum 3 TCXO和Stratum 3E OCXO。这些器件，如Si5348，具有与XA-XB接口不同的单独参考时钟输入。

此表中的一些零件号是为Silicon Labs定制的。表中包含零件族信息，以便在供应商网站上进行搜索。用户还可以直接联系供应商，询问列出的具体零件号。

表2.1。推荐的第3/3E层振荡器

Supplier	Part Number	Part Family	TCXO/ocXO	FreouEn (MHz	tklit oVE Temp (epb)	TempfC)	Stratum	Package
Conngr Winfield	OH300-50503CF-012.8M	OH300	oCX0	12.800	5	0+70	3E	2225.4
Conngr Winfield	OH300-51003CF-012.8M	OH300	oCX0	12.800	10	-40/+85	3E	22×25.4
Epson	OG2522CAN CSGJHG 12.8000MB	0G2522CAN	oCX0	12.800	10	-40/+85	3E	22×25.4
NDK	NH14M09WA-12.8MHNSA3540A	NH14M09WA	0cX0	12.800	10	-20/+70	3E	9x15
NDK	NT14M09TA-12.8MHNSA3543A	NH14M09TA	0CXO	12.800	20	-40/+85	3E	9x15
Rakon	STP3158LF1	ROX252254	0CXO	12.800	10	-40/+85	3E	22x25.4
Rakon	STP3268LF2	ROX3827T3	0CXO	10.000	1	-40/+85	3E	22x25.5
Conngr Wmfe	T100F-012.8M	T100	TCX0	12.800	100	0/+70	3	5x7
Conngr Winfield	T200F-012.8M	T200	TCX0	12.800	200	-40/+85	3	5x7
Epson	TG-5500CA-08N 12.8000MB	TG-5500CA	TCX0	12.800	280	-40/+85	3	5x7
NDK	NT7050BC-12.8MHNSA3517A	NT70508C	TCX0	12.800	280	-40/+85	3	5x7
Rakon	E6127LF	RPT7050A	TCX0	12.800	280	-20/+70	3E	5x7
Rakon	E6518LF	RPT5032J	TCX0	12.800	280	-40/+85	3E	5x3
注： 1.STP3158LF用于Sicon实验室ITU和Jeloordg标准的合规性测试 2.STP3258L具有优异的温度和相位稳定性，改善了某些应用中可能需要的MTIE TDEV噪声产生性能 spplcstions

2.2推荐的第3层高频TCXO

下表列出了高频Stratum 3 TCXO，当在XA输入端连接时，这些TCXO已被批准与Si534x/8x/9x系列一起使用。请参阅相应的TCXO至XA输入接口电路参考手册。

Table 2.2. Recommended Stratum 3/3E TCXOs

Supplier	Pait Number	Part Family	TCXO/0CXO	Freguency (MHz)	Stability 0ver Temp (±ppm)	Temp(C)	Package Size(mm
Epson	TG-5500CA-68N 49.1520MB	TG-5500CA	TCX0	49.152	0.25	-40to85	5x7
Epson	TG-5500CA-67N 40.0000MB	TG-5500CA	TCXO	40.000	0.25	-40to85	5x7
NDK	NT7050BB-40M-ENA4199B	NT70508B	TCX0	40.000	1	-40to85	5x7
Rakon	513872	RTX7050A	TCX0	40.000	0.28	-40to 85	5x7

2.3推荐的XO

下表是已批准在XA输入端连接时与Si534x/8x/9x系列一起使用的XO列表。有关XO到XA输入接口电路，请参阅相应的参考手册。

表2.3。推荐XO

Supplier	Part No	Part Family	Frea(MHz	Stability over Temp (±ppm)	Temp(C)	Application	PackageSize (mm)
NDK	NZ2520SDA	NZ2520SDA	54	30	-40to 105	Wireless	2.5x2.0
TXC	7X54070001	7X	54	30	-40to 105	Wireless	3.2x2.5

高性能抖动衰减器和时钟发生器的推荐晶体、TCXO和OCXO参考手册

附录A——如何为您的应用程序选择合适的XTAL

3.附录A——如何为您的应用选择合适的XTAL

选择XTAL需要研究XTAL的属性和性能。本节的目的是列举XTAL的属性及其对最终性能的影响。XTAL通过压电效应工作，因此XTAL的电气和机械方面都在决定其是否适用于给定目的方面发挥作用。

数据表电气规格频率：

XTAL的标称工作频率由XTAL模型中的内部L-C谐振决定，如下文XTAL等效模型一节所述。XTAL可以在基频或基频的泛音下工作。基本XTAL通常具有更好的抖动和相位噪声性能。

频率精度：

构造和制造过程决定了XTAL的精度和性能。这些因素可以根据它们从XTAL的理想工作点引起的变化进行分析。

频率误差是一个累积值，是多个因素的组合。该数字需要在Si534x/7x/8x/9x规定的限制范围内，以确保PLL正常工作和规定的性能。精度以百万分率（ppm）或十亿分率（ppb）表示。

ppm误差=（（实际频率-理想频率）/理想频率）x 106

ppm误差=（（实际频率-理想频率）/理想频率）x 109

由于XTAL精度直接影响自由运行期间的输出精度，因此XTAL误差对温度漂移和总ppm误差的控制非常重要。影响频率精度的因素有：

•初始偏移或频率容差：XTAL生长中的杂质、切割过程中的不精确性和加工XTAL的不均匀厚度导致一批XTAL的标称振荡频率略有不同。通常在25°C的典型室温下指定。

•温度下的频率稳定性：XTAL振荡频率随温度呈三阶函数变化。数据表规范给出了25°C下初始频率上下的最小和最大变化。

•老化：XTAL是机电设备，因此会因许多内部和外部因素而老化。老化通常在操作的最初几个小时内更高，随着时间的推移会减慢。由于老化是以多种方式指定的，因此最合适的值是XTAL在系统中承受的最高温度下的长期老化规范。

•拉动灵敏度或拉动能力或CL不匹配XTAL的振荡频率取决于负载电容，并将受到负载电容器在温度范围内的容差的影响。它通常以电容变化的ppm/pF表示。

•高温回流的影响：回流过程使XTAL经受高温焊接，然后冷却。这可能会导致频率（以ppm为单位）的小幅偏移。本规范还可能列出在测量中考虑了多少回流，以考虑返工。

•活动倾角（频率扰动）：XTAL振荡水平在整个温度范围内变化很小，通常称为“活动倾角”。对于性能最高的应用，这些可能需要在应用中使用之前由XTAL制造商进行测试。然而，许多应用程序不需要这种额外的测试。

总频率误差是除了参考时钟中的误差之外的这些单独误差的总和。

让我们考虑一个例子来了解如何计算总误差。假设48 MHz XTAL的频率容限为±13 ppm，温度范围内的频率稳定性为±30 ppm，在115°C下的长期老化为±15 ppm，牵引灵敏度为17 ppm/pF，频率扰动为±2 ppm，回流后的频率漂移为±2 ppm。假设负载电容器的容差为1.2 pF，对于8 pF的标称值，这是15%的合理估计。

XTAL的总误差是所有这些因素的总和，即13+30+15+（1.2*17）+2+2=82.4ppm。

工作温度：这是根据数据表规范保证XTAL运行的温度范围。该温度范围应足够宽，以满足预期的系统工作温度范围。

XTAL等效模型

石英XTAL可以电气建模为串联RLC，并联电容指示连接，如下图所示。

图3.1。XTAL符号及其等效电气模型

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