技术 | HCI杭晶电子:差分晶振在不同领域中的应用

来源: 杭晶电子 2025-09-15 13:31:42

一、差分晶振在边缘计算中的应用体现

差分晶振在边缘计算中起到了关键作用,尤其是在高性能计算和通信需求场景中。差分晶振的高性能特性,使其成为边缘计算设备中不可或缺的核心组件,推动了边缘计算在智慧城市、工业制造和实时通信中的广泛应用。其主要应用主要展现在:

  • 高速数据传输

差分晶振具备低相位噪声和高频率稳定性,是支持5G网络、光纤通信和数据中心的核心元件,为边缘计算节点与云端的高速连接提供基础保障。

  • 高精度时钟同步

边缘计算需要多个设备协同工作,差分晶振通过提供高精度的同步时钟信号,确保分布式系统的时间一致性。

  • 抗干扰能力增强

差分晶振的信号差分传输设计,有效减少了外部电磁干扰,提高了边缘计算设备在复杂环境下的可靠性。

  • AI计算加速

在边缘AI应用中,差分晶振为GPU、FPGA等核心芯片提供精准时钟支持,提升实时推理和计算能力。

  • 工业边缘场景

适用于工业物联网设备,通过高可靠性和抗震性能,保障工业边缘节点的持续稳定运行。

 

★常用频点展示
差分晶振在边缘计算设备中,通过提供高频率和低相位噪声的时钟信号,有效提高了系统的稳定性和传输效率,是高性能边缘计算的核心组件之一。常用频点如下:

常用频点

应用

25 MHz / 27 MHz

常用于网络交换机、路由器以及与边缘计算相关的通信设备。

100 MHz / 125 MHz

支持高速数据传输,适用于边缘服务器和存储设备。

156.25 MHz

在高性能网络设备中,用于光模块和数据中心应用,支撑边缘计算的高速通信需求。

200 MHz 及以上

用于极高性能计算设备,适合AI边缘计算和实时数据处理的场景。

系列规格书参考

 

二、差分晶振在光通信模块中的应用及关键技术解析

1、差分晶振在光模块中的典型应用

高速SerDes时钟源
应用场景:为PAM4调制器、CDR电路提供基准时钟。
案例参数:100G/400G光模块常用156.25 MHz或312.500 MHz差分晶振,抖动性能<50 fs RMS(集成带宽12 kHz-20 MHz)。

 

多通道同步
应用场景:在CFP2/QSFP-DD等多通道光模块中,通过差分时钟树实现多路信号的相位同步。
关键技术:多输出差分晶振(如4路LVDS)可减少时钟偏斜(Skew)至±50 ps以内。
 

温度补偿方案
温补差分晶振(Differential TCXO):在光模块中,通过内置温度传感器和补偿算法,实现全温范围内频偏≤±2.5ppm。

2、行业趋势与选型建议

技术发展趋势

高频化:支持224 GHz频率的差分晶振已进入量产,适配1.6T光模块需求。

小型化:2520封装(2.5×2.5 mm)逐步替代5032/7050,满足CPO(共封装光学)的紧凑布局。

集成化:内置电源滤波器和扩频功能的差分晶振可进一步简化电路设计。


★选型关键指标(工业级)

参数

典型要求

频率范围

10-3000MHz

频率稳定度(总频差)

±25 ppm

相位抖动

<100 fs RMS(12k-20M)

输出类型

LVDS/LVPECL/HCSL

工作温度

-40°C ~ +105°C

功耗

<80 mW(LVDS)

 

★选型关键指标(高稳高精度要求)
温补差分晶振(TCXO LVDS/LVPECL),杭晶TC32D6/TC32P6/TC53H8系列满足客户高稳高精度要求。

参数

典型要求

频率范围

10-3000MHz

频率精度

±1.0ppm

稳定度

±2.5ppm@-40+85°C

相位抖动

<100 fs RMS(12k-20M)

输出类型

LVDS/LVPECL

工作温度

-40°C ~ +85°C

功耗

<80 mW(LVDS)


# 杭晶差分系列型号参考展示
杭晶可以提供10~2000MHz高稳定低抖动的差分晶振,供不同客户在不同领域中的应用。

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