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。
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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。
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