જેમ જેમ ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન ટેક્નોલોજી વધુ ઝડપે, વધુ ઘનતા અને નીચા પાવર વપરાશ તરફ આગળ વધે છે તેમ, ઘડિયાળના સંકેતોની સ્થિરતા અને દખલ વિરોધી કામગીરી સમગ્ર સિસ્ટમની કામગીરી માટે નિર્ણાયક બની ગઈ છે. વિભેદક ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર, તેમની અનન્ય સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ સાથે, 400G/800G ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સસીવર્સ જેવા ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોમાં મુખ્ય ઘડિયાળ સ્ત્રોત તરીકે વધુને વધુ ઉભરી રહ્યાં છે.
I. ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન મોડ્યુલ્સમાં ઘડિયાળની આવશ્યકતાઓ અને પડકારો
ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં, ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલોને ઓપ્ટિકલ સિગ્નલમાં અસરકારક રીતે રૂપાંતરિત કરવા માટે જવાબદાર છે. લેસર ડ્રાઇવર, TIA અને CDR સર્કિટ જેવા મુખ્ય ઘટકો ઘડિયાળના સંકેતો પર કડક માંગ લાદે છે:
નીચા તબક્કાનો અવાજ અને જિટર: હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન (દા.ત., 56Gbps PAM4, 112Gbps NRZ) માટે બીટ એરર રેટ (BER) માં વધારો અટકાવવા માટે જિટર 100 fs (ફેમટોસેકન્ડ લેવલ) થી નીચે હોવું જરૂરી છે.
EMI પ્રતિકાર: ઉચ્ચ-ઘનતા મોડ્યુલોના જટિલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાતાવરણમાં, સિંગલ-એન્ડેડ ઘડિયાળો ક્રોસસ્ટૉકની સંભાવના ધરાવે છે.
તાપમાન સ્થિરતા: મોડ્યુલોએ વિશાળ તાપમાન શ્રેણી (-40 ડિગ્રીથી 85 ડિગ્રી) પર આવર્તન સ્થિરતા (±2.5 પીપીએમ અથવા વધુ સારી) જાળવી રાખવી જોઈએ.
II. ડિફરન્શિયલ ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરના ટેકનિકલ ફાયદા
સિંગલ-એન્ડેડ ઓસિલેટર્સની સરખામણીમાં, ડિફરન્શિયલ ક્રિસ્ટલ ઑસિલેટર તબક્કાની જોડી-ઇનવર્ટેડ ડિફરન્સલ સિગ્નલો (દા.ત., LVDS, LVPECL) આઉટપુટ કરે છે, જે સિસ્ટમના પ્રભાવમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે:
ઉન્નત એન્ટી-દખલગીરી ક્ષમતા
સામાન્ય-મોડ અવાજ અસ્વીકાર: વિભેદક રીસીવરો સામાન્ય-મોડ અવાજ (જેમ કે પાવર વધઘટ અને EMI) બાદબાકી દ્વારા દૂર કરે છે.
ઘટાડો EMI કિરણોત્સર્ગ: સપ્રમાણ સિગ્નલ પાથ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોને રદ કરે છે, રેડિયેશનને આશરે 20 ડીબી સુધી ઘટાડે છે.
ઑપ્ટિમાઇઝ સિગ્નલ અખંડિતતા
હાઇ સ્લ્યુ રેટ: ઝડપી ધાર સંક્રમણો ઉદય અને પતનનો સમય ઘટાડે છે, જે 56Gbps+ SerDes ઇન્ટરફેસ માટે નિર્ણાયક છે.
ઇમ્પીડેન્સ મેચિંગ: વિભેદક નિશાનો સ્વાભાવિક રીતે 100Ω અવરોધ સાથે મેળ ખાય છે, જે PCB ડિઝાઇનને સરળ બનાવે છે.
ઓછી પાવર વપરાશ
LVDS-આધારિત વિભેદક ઓસિલેટર સિંગલ-એન્ડેડ ઓસિલેટર કરતાં 60-70% ઓછી પાવર વાપરે છે, જે QSFP-DD જેવા નીચા-પાવર ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે.
III. ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલ્સમાં લાક્ષણિક એપ્લિકેશનો
હાઇ-સ્પીડ SerDes ઘડિયાળ સ્ત્રોત
એપ્લિકેશન: PAM4 મોડ્યુલેટર અને CDR સર્કિટ માટે સંદર્ભ ઘડિયાળો પ્રદાન કરે છે.
ઉદાહરણ: 100G/400G મોડ્યુલ્સ 156.25 MHz અથવા 312.500 MHz ડિફરન્સિયલ ઓસિલેટરનો ઉપયોગ કરે છે<50 fs RMS jitter (integrated over 12 kHz–20 MHz).
મલ્ટી-ચેનલ સિંક્રનાઇઝેશન
એપ્લિકેશન: મલ્ટિ-ચેનલ મોડ્યુલોમાં તબક્કો સિંક્રનાઇઝેશન (દા.ત., CFP2/QSFP-DD).
કી ટેક્નોલોજી: મલ્ટી-આઉટપુટ ડિફરન્સિયલ ઓસિલેટર (દા.ત., 4-ચેનલ LVDS) સ્ક્યૂને ±50 ps સુધી ઘટાડે છે.
તાપમાન વળતર
વિભેદક TCXO: -40 ડિગ્રીથી 85 ડિગ્રી સુધી ±2.5 પીપીએમ આવર્તન સ્થિરતા પ્રાપ્ત કરવા માટે તાપમાન સેન્સર્સ અને વળતર અલ્ગોરિધમ્સને એકીકૃત કરે છે.
IV. ઉદ્યોગ વલણો અને પસંદગી માર્ગદર્શિકા
ટેકનોલોજી વલણો
ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ: 224 GHz ઓસિલેટર હવે 1.6T ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોને સપોર્ટ કરે છે.
મિનિએચરાઇઝેશન: 2520 પેકેજો (2.5×2.5 mm) CPO (Co-પેકેજ્ડ ઓપ્ટિક્સ) માટે 5032/7050 પેકેજોને બદલી રહ્યા છે.
એકીકરણ: પાવર ફિલ્ટર્સ અને સ્પ્રેડ સ્પેક્ટ્રમમાં બિલ્ટ-વાળા ઓસિલેટર સર્કિટની જટિલતાને ઘટાડે છે.
મુખ્ય પસંદગી માપદંડ (ઔદ્યોગિક ગ્રેડ)
|
પરિમાણ |
લાક્ષણિક જરૂરિયાત |
|
આવર્તન શ્રેણી |
10–3000 MHz |
|
આવર્તન સ્થિરતા |
±25 પીપીએમ |
|
તબક્કો જીટર |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
આઉટપુટ પ્રકાર |
LVDS/LVPECL/HCSL |
|
ઓપરેટિંગ તાપમાન |
-40 ડિગ્રીથી +105 ડિગ્રી |
|
પાવર વપરાશ |
<80 mW (LVDS) |
હેંગજિંગ મોડલ્સ: 1532C6-156.250K18DTSTL, 1553D-156.250K33DTSTL, 1575C-156.250K33DTSTL, 1532D-312.500J33DTL, 1553DL.
ઉચ્ચ-સ્થિરતા/ઉચ્ચ-ચોકસાઇની આવશ્યકતાઓ
TCXO (LVDS/LVPECL): હેંગજિંગની TC32D6/TC32P6/TC53H8 શ્રેણી કડક સ્પષ્ટીકરણોને પૂર્ણ કરે છે:
|
પરિમાણ |
લાક્ષણિક જરૂરિયાત |
|
આવર્તન શ્રેણી |
10–3000 MHz |
|
આવર્તન ચોકસાઈ |
±1.0 પીપીએમ |
|
સ્થિરતા |
±2.5 પીપીએમ @ -40 ડિગ્રીથી +85 ડિગ્રી |
|
તબક્કો જીટર |
<100 fs RMS (12k–20M) |
|
આઉટપુટ પ્રકાર |
LVDS/LVPECL |
|
ઓપરેટિંગ તાપમાન |
-40 ડિગ્રીથી +85 ડિગ્રી |
|
પાવર વપરાશ |
<80 mW (LVDS) |
ઉચ્ચ-પ્રદર્શન વિભેદક ઓસિલેટર માટે, કૃપા કરીને કસ્ટમાઇઝ્ડ સોલ્યુશન્સ માટે હેંગજિંગના એપ્લિકેશન એન્જિનિયરોનો સંપર્ક કરો.
નિષ્કર્ષ
ડિફરન્શિયલ ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર, તેમના EMI પ્રતિકાર, નીચા જિટર અને એકીકરણ લાભો સાથે, હાઇ-સ્પીડ ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલોમાં આવશ્યક છે. જેમ જેમ ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન 800G/1.6T યુગમાં આગળ વધે છે તેમ, વિભેદક ઘડિયાળ તકનીક ઉદ્યોગની કામગીરીની સીમાઓને આગળ ધપાવવાનું ચાલુ રાખશે.
