水晶発振器IC (XO)

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IDTは、あらゆるアプリケーションのニーズに対応可能な水晶発振器(XO)とプログラマブル発振器IC「FemtoClock® NG」を提供しています。水晶発振器の製品ファミリである「XL」、「XU」は、RMS位相ジッターを300fsに抑えた高性能のクロック源です。両ファミリには、さまざまな周波数、性能レベル、出力形式、安定度、入力電圧、パッケージ、ピン配置、温度グレードに対応する製品が用意されています。一方のFemtoClock NGは、水晶発振器としては標準的なサイズで、高い柔軟性と性能を備えたクロック源を求める経験豊富なシステム設計者に選ばれています。

高性能の水晶発振器ファミリ「XL/XU」

IDTの水晶発振器ファミリであるXL/XUは、HCMOS、LVPECL、LVDS、HCSLの各出力形式に対応します。XU、XLのRMS位相ジッターはそれぞれ300fsと750fsです(12kHz~20MHzにおける標準値)。また、周波数安定度については±20ppm、±25ppm、±50ppm、±100ppmのオプションがあります。さらに、16kHz~1.5GHzの任意の周波数に対応する製品を短納期で提供することが可能です。ピン配置とパッケージとしては業界標準の仕様に対応しています。パッケージのサイズは3.2×2.5mm、5×3.2mm、7×5mmです。IDTのXU/XLでは、あらゆる設計要件を満たすことができるだけの性能、価格、納期を実現しています。代表的な用途としては、ネットワーク、通信、データI/O、ストレージ、サーバなどがあります。

プログラマブル水晶発振器ファミリ「FemtoClock NG」

FemtoClock NGは、電圧制御方式の水晶発振器(VCXO)です。サイズは5×7mm、位相雑音は実効値で0.5ps未満、周波数範囲は15.48MHz~1300MHz、絶対周波数可変範囲(APR)は±7.5~±757.5ppm、出力形式はLVPECL、LVDS、LVCMOSに対応しています。各製品はIDTの第4世代フラクショナル(分数)フィードバックPLL技術を採用し、パッケージ内に水晶を収容しています。また、ユーザーが選択した最大4種の周波数を工場でプログラムして出荷されます。追加のI2Cプログラミングインタフェースを使用すれば、PLL用の内部レジスタにアクセスして出力周波数を再構成することも可能です。6ピン、5×7mmの標準的なセラミックパッケージと互換性があるため、従来の水晶発振器(SO、VCXO、VCSO)を置き換えるものとして最適です。さらに、出力周波数のプログラミング用に4ピンのインタフェースを備えているというメリットもあります。FemtoClock NGの各製品が備える水晶の精度については、±20ppm、±50ppm、±100ppmのなかから選択できます。

低ノイズ、低消費電力の水晶発振器

IDTの水晶発振器は、標準的な水晶発振器と同じく5×7mmの実装面積を実現しています。また、位相ノイズに弱いアプリケーションでリファレンスクロックとして使用できるだけの位相ノイズ性能を達成しています。このような低位相ノイズのリファレンスクロックを生成できれば、伝送距離を延ばしたり、データ伝送路のビットエラー率や変換エラーを削減したりすることが可能になります。代表的な用途としては、無線通信インフラのRRH(Remote Radio Head)やBBU(Base Band Unit)、高速SerDes用のクロック(SRIO 1.3/2.1など)、PCI Express® Gen1/2/3、イーサネットのインタフェース(Gigabit Ethernet、XAUI、10Gbps Ethernet)、SDH/SONETアプリケーションの光インタフェース(OC-12/48/192)、計測アプリケーションで使われるD/AコンバータやA/Dコンバータ用のクロックなどがあります。

水晶発振器ICを選択する際に検討すべき項目

水晶発振器ICの場合、外形寸法は標準化される傾向にあります。しかし、水晶発振器ICにはそれ以外にもさまざまな性能や機能があります。主な項目としては以下のようなものが挙げられます。

  • 出力形式:水晶発振回路で使われる信号出力の形式です。IDTはHCMOS、LVCMOS、HCSL、LVDS、LVPECLをサポートしています。
     
  • 出力周波数範囲: 有効な出力周波数の範囲です。IDT社は、あらゆるアプリケーションにおける周波数に対するニーズに対応できる水晶発振器を提供しています。
     
  • コア部の電源電圧: 水晶発振器のコア部に電源を供給するための電源電圧です。通常、システム内に存在する電源レールによって値が決まりますが、この項目が出力電圧のレベルに影響することもあります。IDTの場合、低消費電力の発振器では1.8V、2.5V、3.3Vの選択肢を提供しています。
     
  • 位相ジッター: 理想的な周期的タイミングからのずれとして定義されます。IDTが提供する低消費電力の発振器では、高性能アプリケーション向けに12kHz~20MHzの積分範囲でRMS位相ジッターを300fs(標準値)に抑えています。

水晶発振器とその置き換えについて
水晶発振回路(または水晶クロック発振器)は、水晶の振動や圧電材料の機械的共振を利用して、正確な周波数の電気信号を発生させます。通常、その周波数信号は、システム内のデジタル集積回路に安定したクロック信号を供給するために使用されます。圧電共振子のなかで最もよく使用されるのは水晶です。一般に、水晶発振回路は共振器の電圧信号を受け取り、それを増幅して共振器に帰還することによって発振を持続させます。周波数出力のエネルギーが回路の損失と整合すれば発振を持続することができます。IDTは、あらゆるアプリケーションのニーズに対応するために、数1000種類のタイミング製品(水晶発振器IC、クロック発振器など)を提供しています。