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同步、GNSS 與衛(wèi)星通信的板級時鐘方案:為什么高性能 TCXO 仍是關鍵一層

FCom富士晶振 ? 2025-12-08 19:22 ? 次閱讀
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1. 需求背景:為什么不是“全上 OCXO”

在同步網(wǎng)絡、GNSS 授時設備與衛(wèi)星通信鏈路里,時鐘的“短期純凈度”(相噪/抖動)與“溫度漂移控制”幾乎直接映射到系統(tǒng)級指標:

SyncE 與 IEEE 1588 等時序分發(fā)對板級參考的穩(wěn)定與噪聲底有明確要求;

GNSS 接收與授時對本振初始頻差與近端相噪敏感,會影響捕獲/跟蹤裕量;

Satcom/微波鏈路對遠端相噪也很敏感,關系到EVM與鏈路魯棒性。

但在真實產(chǎn)品里,讓每個板卡、每個射頻/數(shù)字模塊都使用 OCXO 往往不現(xiàn)實。
這就給了高性能 TCXO/VCTCXO 一個非常清晰的系統(tǒng)角色:
在“頂層OCXO”和“通用TCXO/XO”之間,提供更接近工程最優(yōu)點的板級參考層。


2. 方案結(jié)構(gòu):分層時鐘更容易做成“可量產(chǎn)系統(tǒng)”

一個更容易落地的典型結(jié)構(gòu)是:

時鐘卡/機框級:使用 OCXO 作為 10MHz/20MHz 級主參考;

線卡/模塊級:使用高性能 TCXO 作為 PLL、抖動清理器與 SerDes 時鐘樹的“主輸入?yún)⒖肌保?/p>

協(xié)議層:SyncE、IEEE 1588 邊界時鐘或組合同步運行在更干凈的板級參考之上。

這種“分層”并不是妥協(xié),而是把成本與性能放在最有價值的位置。


3. 三條主線:對應三類最常見的系統(tǒng)瓶頸

3.1 通信同步/微波回傳:優(yōu)先看“低相噪 + Holdover”

若你的系統(tǒng)需要更好的遠端相噪、并關注 24 小時尺度的板級保持能力,
可采用 FVT-9S-LN 這類定位在同步與微波回傳的低相噪 TCXO:

14.0×9.0mm SMD,適合時鐘板、線卡與射頻機框;

設計目標偏向約 ±4.6 ppm 級整體穩(wěn)定并強調(diào)24小時holdover場景;

正弦 + CMOS 雙輸出形態(tài),便于同時覆蓋 RF 與數(shù)字域;

低遠端相噪有助于保留微波/衛(wèi)星鏈路的 EVM 與 BER 裕量。


3.2 GNSS 授時/戶外節(jié)點:優(yōu)先看“寬溫 + 0.1ppm級穩(wěn)定”

面對戶外站點、GNSS 授時接收機或緊湊型導航模塊,
溫度跨度與穩(wěn)定度等級往往比“極致功耗”更關鍵。
FVT-7S-WT 的設計取向就是這類需求:

7.0×5.0×1.9mm 便于緊湊 RF/授時板;

提供 ±0.1 ppm(–40~+95℃)/ ±0.2 ppm(–40~+105℃) 等穩(wěn)定等級;

19.2MHz 等常見 GNSS/通信相關頻點的相噪表現(xiàn)有針對性;

CMOS 或 clipped-sine 輸出可直接適配 GNSS RFIC/Timing SoC;

支持 VCTCXO 選項,便于 GNSS 或分組時序環(huán)路馴服。

從行業(yè)普遍經(jīng)驗看,選擇更高穩(wěn)定/更低相噪的 TCXO 能提升 GNSS 模塊的捕獲/跟蹤體驗,并間接改善 TTFF 與弱信號魯棒性。


3.3 高速數(shù)字/SerDes:優(yōu)先看“集成抖動”

在 PCIe、以太網(wǎng)、CPRI 或其它高速 SerDes 鏈路中,
抖動往往比 ppm 更像“第一性約束”。
FVT-3S-LJ 就是面向這種數(shù)字時鐘樹的差分低抖動路線:

3.2×2.5×1.1mm 適合高密度布板;

LVPECL/LVDS/CMOS 輸出覆蓋主流高速接口;

典型指標取向為 12kHz–20MHz 區(qū)間的 sub-ps 級 RMS 抖動

頻點布局更貼近常見 SerDes/以太網(wǎng)速率需求。

常見做法是:FVT-3S-LJ → 抖動清理PLL → 差分扇出,
再由同系列其它 TCXO 承擔 RF 或同步域的參考分工。


4. 快速選型清單

先明確你的主矛盾

同步/微波:更看重遠端相噪與 24h 級 holdover → FVT-9S-LN 路線。

GNSS/戶外:更看重寬溫與 0.1ppm/0.2ppm 等級穩(wěn)定 → FVT-7S-WT 路線。

高速數(shù)字:更看重集成抖動 → FVT-3S-LJ 路線。

把“封裝尺寸”當作系統(tǒng)級約束

14×9mm(線卡/機框空間更充裕)

7×5mm(戶外/緊湊RF與授時板)

3.2×2.5mm(高密度高速數(shù)字板)

確認是否需要 VCTCXO
如果要被 GNSS/分組時序環(huán)馴服,控制端口會讓系統(tǒng)調(diào)校更輕松。

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