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最近在做工业级高速数据采集卡的参考时钟方案,前两次打样用了消费级的晶振,-40℃低温测试的时候温漂直接飘到+120ppm,和FPGA的GTX接口同步直接挂了,翻了3天晶振选型手册,挖到这款Wurth的831019987(对应IQD型号LFSPXO019987),参数太对工业场景的胃口了,整理出来给大家做选型参考,省得你们再去翻几十页的 datasheet。
文件下载:831019987.pdf
| 首先说最直观的:这款是标准7×5mm陶瓷封装,带缝焊金属盖,气密性做的很好,粉尘、潮气大的工业现场也不用担心晶振内部受潮失效。 核心频率参数直接列: | 参数项 | 数值 | 我踩过的坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 主频 | 50.0MHz | 刚好覆盖百兆以太网、中高速ADC采样时钟的常用频率点 | |
| 频率稳定性 | ±50ppm全温区 | 之前用的消费级同尺寸晶振同温区最多做到±100ppm,做时间同步的时候经常丢包,这个参数跑工业以太网完全够用 | |
| 工作温度 | -40℃~85℃ | 覆盖绝大多数工业控制、车载非舱内场景的温度要求 | |
| 年老化率 | 最大±3ppm/年 | 产品生命周期按5年算,总漂移也才15ppm,不用做每年的时钟校准,省了很多售后成本 |
供电是常规3.3V±10%,静态工作电流25mA,对于有源晶振来说属于正常功耗水平,不需要单独做电源优化。 输出是HCMOS电平,几个关键参数建议做layout的时候注意:
这款带输出使能引脚(Pad1),逻辑很简单:
⚠️ 重点提醒:如果你用不到低功耗待机功能,别直接悬空这个引脚,最好接个10k上拉电阻到Vcc,我之前做另一款项目的时候悬空了使能脚,静电测试的时候直接打停了时钟,查了3天bug才找到原因,别跟我一样踩这个低级错误。
| 时钟的相位噪声和抖动直接决定高速ADC的信噪比,这款的参数可以说相当能打: 125MHz下的典型相位噪声: | 偏移频率 | 相位噪声 |
|---|---|---|
| 10Hz | -54dBc | |
| 100Hz | -92dBc | |
| 1kHz | -130dBc | |
| 10kHz | -149dBc | |
| 100kHz | -159dBc | |
| 1MHz | -163dBc |
RMS相位抖动典型值只有52fs,我测过同价位其他品牌的晶振大多在100fs以上,这个参数跑12位100MSPS的ADC完全不会拖信噪比的后腿。 可靠性这块也够硬:冲击符合MIL-STD-202标准,振动符合MIL-STD-883标准,车载、户外振动大的场景直接用就行,回流焊支持260℃10秒,符合常规SMT工艺要求,不用单独改炉温曲线,RoHS和REACH都是合规的,过认证不用愁。
标准是1000每盘的卷带包装,符合EIA-481-D标准,SMT贴片机直接用,不用换料架,小批量试产也支持散出,对小团队很友好。
总的来说这款属于工业级晶振里的水桶款,参数均衡,没有明显短板,我这次的采集卡已经准备用它打样了,你们有没有用过同系列的晶振?有没有遇到过什么奇葩的坑?评论区聊一聊~
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