晶體振蕩器三態(tài)輸出技術(shù)解析

作者： 揚興晶振 日期：2021-09-27 瀏覽量：

  石英晶體振蕩器常用的輸出模式主要包括：TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS、Sine Wave。其中TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS均屬于方波，Sine Wave屬于正弦波。今天給大家講解到的是晶體振蕩器中的三態(tài)輸出技術(shù)。

  大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)使用由兩個狀態(tài)級別0和1表示的二進制數(shù)系統(tǒng)。在一些特殊應(yīng)用中，需要第三狀態(tài)(Hi阻抗輸出)。TTL，HCMOS或HCMOS石英晶體振蕩器提供三態(tài)輸出或三態(tài)啟用/禁用功能。其常見應(yīng)用包括自動測試，總線數(shù)據(jù)傳輸。

  這三種狀態(tài)是低，高和高阻抗(HiZ或浮動)。高阻抗狀態(tài)的輸岀表現(xiàn)得好像它與電路斷開，除了可能有小的漏電流。三態(tài)器件具有使能/禁止輸入，通常在幾乎任何封裝的引腳1上。當使能為高電平或懸空時，器件振蕩(輸出高電平和低電平)，當引腳1接地(邏輯“0”)時，器件進入高阻態(tài)。

  總線是一組通用的電線，通常用于數(shù)據(jù)傳輸。三態(tài)總線有幾個三態(tài)輸出連接在一起。通過控制電路，除了一個總線上的所有設(shè)備都具有高阻抗狀態(tài)的輸出。其余器件使能，驅(qū)動高低輸出總線。

  三態(tài)功能的其他應(yīng)用是用于自動測試設(shè)備(ATE)。幾個有源晶振晶體振蕩器的輸出連接在一起。對于控制電路，除了振蕩器外，所有振蕩器都具有高阻抗狀態(tài)的輸出。選擇的振蕩器將從計數(shù)器讀出其頻率。

  在三態(tài)函數(shù)生效之前總會有一些延遲。此轉(zhuǎn)換發(fā)生在兩個轉(zhuǎn)換(禁用和啟用時)。從低電平開始的三態(tài)輸出禁止時間是tPLZ，三態(tài)到低電平的輸出使能時間是tPZL。

  CMOS

  上升和下降時間CMOS技術(shù)的上升和下降時間取決于其速度(CMOS、HCMOS、ACMOS、 BICMOS)，石英晶體振蕩的電源電壓，負載電容和負載配置。CMOS 40000列的典型上升和下降時間為30ns， HCMOS為6ns，而ACMOS( HCMOS/TTL兼容)的最大上升和下降時間為3ns。典型的上升和下降時間在其波形水平的10%至90%之間測量。

  ACMOS輸出終止技術(shù)

  由于ACMOS( HCMOS/TL兼容)器件的快速轉(zhuǎn)換時間，在測試或測量石英晶體振蕩器電氣性能特性時必須使用正確的端接技術(shù)。端接通常用于解決電壓反射問題，這實質(zhì)上導致時鐘波形中的步驟以及過沖和下沖。這可能導致數(shù)據(jù)的錯誤時鐘，以及更高的EM和系統(tǒng)噪聲。

  由于PCB板上的線長度及其負載配置，還需要端接。有三種終止時鐘軌跡的通用方法，即將器件的輸出阻抗與線路阻抗相匹配的過程：

  方法1：串聯(lián)終端在串聯(lián)終端中，阻尼電阻靠近時鐘信號源放置。Rs的值必須滿足以下要求:Rs≥ZT-Ro

  方法2：上拉/下拉電阻在上拉/下拉終端中，組合的戴維寧等效于跡線的特征阻抗。這可能是最干凈的，并且不會產(chǎn)生任何反射，也會降低EMI。

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