操作环境中的几个因素会对振荡器性能产生负面影响,降低相位噪声和抖动.下面所分析的就是对Sitime振荡器性能产生负面影响的噪声，以及Sitime振荡器性能的环境影响。

1、电源噪声

任何系统中的一个主要噪声源来自电源.大部分噪音都是通过无源滤波器和放置在电源上的去耦电容滤除输入振荡器.但是,一些噪声仍然存在,这可能会增加抖动输出时钟,可能会对系统时序余量产生负面影响.这种噪音不会被放大仅当电源本身打开时,但电路板上的其他设备打开时或在系统运行期间关闭.板载问题,例如电源过滤或电源不足接地反弹,也会影响噪声和抖动.电源抑制比(PSRR)是a在模拟电路设计中使用的特定参数,并提供指示电路对电源噪声的稳健程度.与PSRR不同,这是与SNR相关的参数以dB表示,在嘈杂的电源条件下振荡器性能如下由电源噪声灵敏度(PSNS)度量表示.PSNS按术语量化振荡器在受到控制的峰值时所表现出的相位抖动在20kHz至20MHz范围内的特定频率下的峰值噪声注入.

图2.电源噪声抑制测试设置的框图

包含电源和波形发生器的测试设置如图2所示控制测试方法评估振荡器的PSNS性能.波形发生器在指定的电压和频率下增加系统噪声,以测量其影响振荡器抖动时的电源噪声.图3中的曲线显示了积分相位抖动电源开关噪声频率对50mV峰峰值电源噪声的影响,将各种石英具体振荡器的结果与SiTime MEMS的结果进行比较用于LVCMOS输出的振荡器.如图所示,SiTime的MEMS振荡器抖动较低跨越所有噪声频率.其原因是内置于SiTime的降噪电路振荡器电路,用于保护振荡器免受电源引起的抖动.

图3.SiTime MEMS和DSP存在50mV电源噪声时的相位抖动爱普生SAW振荡器作为电源开关噪声频率的函数

2、外部EMI噪声

另一个需要考虑的重要噪声源是外部产生的EMI噪声,它会影响噪声振荡器性能(与时钟源发出的EMI信号相反).功率耗材,电源线,闪电,电脑设备和电子元件都是外部产生EMI的潜在来源,可以通过耦合到系统中辐射.EMI是无源光网络(PON)等应用中的主要问题,蜂窝基站和许多用于户外环境的产品存在电磁源.EMI也是密集电子板中的一个问题多个开关电源,因为振荡器元件可以靠近这些放置电源.入站EMI可以改变时钟抖动,在灾难性情况下甚至可以改变时钟设备的工作频率,对任何系统的功能产生负面影响取决于时钟信号以获得可靠的性能.相位抖动和相位噪声增加在存在输入EMI的情况下,并且尝试滤除到达振荡器的噪声并不总是成功的.另一种方法是设计时钟设备成功拒绝EMI.电磁敏感性或EMS量化有害EMI对振荡器等电子电路的影响.

可以按照EMC标准IECEN61000中规定的程序测量EMS-4.3.该标准规定了频率上3V/m的辐射电磁(EM)场范围为80MHz至1GHz,增量步长为1％.被测设备位于a校准消声室并定位,使其与垂直轴线对齐极化天线,如图4所示.相位噪声分析仪精度高,低噪声数字信号分析仪捕获振荡器相位噪声.电磁场诱发噪声刺激,并且马刺的平均功率提供了EMS的量度振荡器.

图4.EMS测试的设置

多个石英和SiTime MEMS振荡器的数据说明了EMI对两者的影响差分和单端振荡器(图5和图6).SiTime MEMS振荡器比竞争对手的基于石英晶体和MEMS的振荡器表现优异.这些结果强调理解绩效与绩效之间关系的重要性操作环境.

图5.156.25MHz LVPECL上EMI引起的相位噪声杂散的平均水平差分时钟振荡器

图6.26MHz单端振荡器的EMI引起的相位噪声杂散的平均水平