DIN EN 60679-6-2011 Quartz crystal controlled oscillators of assessed quality - Part 6 Phase jitter measurement method for quartz crystal oscillators and SAW oscillators - Applicat.pdf

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1、Dezember 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、 31.140!$tY“1819254www.din.deDDIN EN 60679-6Quarzoszillatoren mit bewerteter Qualitt Teil 6: Phasenjitter-Messverfahren fr Quarzoszillatoren undOFW-Oszillatoren Leitfaden fr die Anwendung (IEC 60679-6:2011);Deutsche Fassung EN 60679-6:2011Quartz crystal controlled oscillators of assessed quality Par

3、t 6: Phase jitter measurement method for quartz crystal oscillators and SAWoscillators Application guidelines (IEC 60679-6:2011);German version EN 60679-6:2011Oscillateurs pilots par quartz sous assurance de la qualit Partie 6: Mthode de mesure de la gigue de phase pour les oscillateurs quartz et le

4、soscillateurs SAW Lignes directrices pour lapplication (CEI 60679-6:2011);Version allemande EN 60679-6:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 21 SeitenDIN EN 60679-6:2011-12 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-04-18 ange

5、nommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2011-12-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60679-6:2009-01. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 642 Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektr

6、onik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 49 Piezoelectric and dielectric devices for frequency control and selection“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) un

7、verndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Ver

8、weisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im norma

9、tiven Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 is

10、t als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60679-6 April 2011 ICS 31.140 Deutsche Fassung Quarzoszillatoren mit bewerteter Qualitt Teil 6: Phasenjitter-Messverfahren fr Quar

11、zoszillatoren und OFW-Oszillatoren Leitfaden fr die Anwendung (IEC 60679-6:2011) Quartz crystal controlled oscillators of assessed quality Part 6: Phase jitter measurement method for quartz crystal oscillators and SAW oscillators Application guidelines (IEC 60679-6:2011) Oscillateurs pilots par quar

12、tz sous assurance de la qualit Partie 6: Mthode de mesure de la gigue de phase pour les oscillateurs quartz et les oscillateurs SAW Lignes directrices pour lapplication (CEI 60679-6:2011) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-04-18 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/

13、CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekr

14、etariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht u

15、nd dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Let

16、tland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Comm

17、ittee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN

18、60679-6:2011 DDIN EN 60679-6:2011-12 EN 60679-6:2011 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 49/935/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60679-6, ausgearbeitet von dem IEC/TC 49 Piezoelectric, Dielectric and Electrostatic Devices and Associated Materials for Frequency Control, Selection and Detection“, wu

19、rde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-04-18 als EN 60679-6 angenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Pat

20、entrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2012-01-18 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenste

21、hen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-04-18 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. _ Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60679-6:2011 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. _ DIN EN 60679-6:2011-12 EN 60679-6:2011 3 Inhalt SeiteVorwo

22、rt .2 Einleitung4 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe und allgemeine Fachausdrcke5 3.1 Begriffe .5 3.2 Allgemeine Fachausdrcke5 3.3 Bei der Messung zu bercksichtigende Punkte.9 4 Messverfahren10 4.1 Allgemeines10 4.2 Frequenzbereich und Messverfahren 10 4.3 Verfahren unter V

23、erwendung des Phasenrausch-Messwertes .10 4.4 Messverfahren unter Anwendung der speziell ausgelegten Messausrstung 11 4.5 Blockdiagramm fr die Messung12 4.6 Eingangs- und Ausgangsimpedanz des Messsystems12 4.7 Messausrstung.12 4.8 Prfvorrichtung.13 4.9 Kabel, Werkzeuge und Instrumente.13 5 Messung u

24、nd Messumgebung.13 5.1 Aufbau vor der Durchfhrung von Messungen 13 5.2 Whrend der Messung zu beachtende Gesichtspunkte 14 5.3 Behandlung nach der Messung .14 6 Messung.14 6.1 Bezugstemperatur14 6.2 Messung der Temperaturkennlinie.14 6.3 Messung bei mechanischer Schwingbeanspruchung14 6.4 Messung zum

25、 Zeitpunkt des Stobeanspruchung.14 6.5 Messung bei beschleunigter Alterung14 7 Weitere zu beachtende Punkte14 8 Verschiedenes15 Anhang A (normativ) Berechnungsverfahren fr den Betrag des Phasenjitters .16 Literaturhinweise 18 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikation

26、en mit ihren entsprechenden europischen Publikationen19 Bild 1 Spannung als Funktion der Zeit 6 Bild 2 Erluterndes Diagramm fr den Betrag des Jitters, angewendet auf RMS-Jitter .7 Bild 3 Erluterndes Diagramm fr Zufallsjitter, deterministischen Jitter und Gesamtjitter 8 Bild 4 Gleichwertiges Blockdia

27、gramm.12 Bild A.1 Prinzipdiagramm fr das SSB-Phasenrauschen .17 DIN EN 60679-6:2011-12 EN 60679-6:2011 4 Einleitung Die Untersuchung der Phasenjitter-Messverfahren wurde entsprechend der 2001 in Berlin auf der internationalen Sitzung des IEC/TC 49 getroffenen Vereinbarung durchgefhrt. Auf dieser Sit

28、zung wurde beschlossen, dass Japan die Verantwortung fr diese Untersuchung bernehmen sollte. Die Untersuchung wurde anschlieend vom Technischen Komitee des QIAJ (Quartz Crystal Industry Association of Japan) weitergefhrt. Diese Untersuchung wurde im Wesentlichen in den Jahren 2002 bis 2005 durchgefh

29、rt und kann als eine erste Stufe der Untersuchung bezeichnet werden. Die Untersuchung wird gegenwrtig mit der zweiten Stufe fortgesetzt. Mit der Digitalisierung der elektronischen Bauelemente wurde der Phasenjitter zu einer der wichtigsten Mess-gren. Jedoch bleiben theoretisch noch einige Unklarheit

30、en fr den Phasenjitter. Da kein genormtes Mess-verfahren vorgeschlagen wurde, knnen Lieferanten und Kunden einem Risiko ausgesetzt sein, welches betrchtliche konomische Verluste verursachen knnte. Zur Vermeidung dieses Risikos liefert dieses Schriftstck eine auf den Untersuchungsergebnissen der erst

31、en Stufe beruhende Norm fr jede Firma der QIAJ-Mitglieder, um Unsicherheiten hinsichtlich der Messung des Phasenjitters zu vermeiden und um einen fehlerfreien Anwendungsleitfaden zu geben. In dieser Norm wird empfohlen, RMS-Jitter zum Messgegenstand zu machen. Diese Empfehlung wird deswegen gegeben,

32、 weil fr den zu messenden Gegenstand, die Oszillatoren, die Zielvorgabe eines uerst kleinen Jitters besteht. Oszillatoren sind analoge elektronische Bauelemente. Ihre sinusfrmigen Ausgangssignale sind vorteilhafter als die von elektronischen Systemen bezogenen Signale. Auerdem wird der Ausgang als B

33、ezugstakt der Messeinrichtung verwendet, was dazu fhrt, dass sich der Betrag des Phasenjitters kleiner zeigt als der Betrag des Phasenjitters des Messsystems. Folglich kann der Eindruck entstehen, dass der gemessene Betrag des Phasenjitters nicht von den Oszillatoren stammt, sondern dass es sich vie

34、lmehr um den Betrag des vom Messgert oder Messsystem erzeugten Phasenjitters handelt. Fr die Festsetzung des Betrages anderer Phasenjitter als Messgren wird deshalb empfohlen, ein Messgert und ein Messsystem auszu-whlen, welche hinreichend berprft und besttigt werden knnen und die zwischen Lieferant

35、en und Kunden vertraglich definiert werden. Bei der Anwendung des Phasenrauschverfahrens sind auerdem die Werte des Zufallsjitters zu diskutieren, nachdem die Jitterfrequenzbnder vom Anfang bis zum Ende der Integration des Phasenrauschens festgelegt sind. Fr den Fall, dass Zweifel hinsichtlich der M

36、esswerte bestehen, wird auf die Anwendung der Allan-Varianz 11)verwiesen. Die Frequenzstabilitt wurde 1966 in einer einzigen Arbeit der IEEE 2 beschrieben. Anschlieend wurde diese Definition auf Atomoszillatoren, Quarzoszillatoren sowie fr elektronische Systeme fr die Tele-kommunikation, Information

37、, audio-visuelle Techniken usw. angewendet. Konventionelle Quarzoszillatoren und elektronische Systeme haben analoge Systeme und ihre Signalwellen-formen sind Sinusschwingungen. Als ein Teil der Frequenzstabilitt wird deshalb die Kurzzeitfrequenz-stabilitt als Phasenrauschen oder Allan-Varianz gemes

38、sen. In der letzten Zeit schreitet die Digitalisierung elektronischer Systeme weiter voran. Unter diesen Umstnden wurde die Kurzzeitfrequenzstabilitt als Phasenjitter gemessen. Demgegenber sind die Oszillatoren analoge elektronische Bauelemente. Von den Anwendern werden zur leichteren Einpassung in

39、elektronische Systeme Oszillatoren gefordert, die rechteckfrmige oder hnlich geformte Signale bereitstellen. Fr die Kurzzeitfrequenzstabilitt wird oftmals von den Anwendern dement-sprechend die Messung als Phasenjitter gefordert. Fr neue Anwendungen in der elektronischen Informations- und Kommunikat

40、ionstechnologie (z. B.: moderne Satellitenkommunikation, Steuerschaltungen fr Elektrofahrzeuge (EV) usw.) ergibt sich die Notwendigkeit zu einem Messverfahren und einem allgemeinen Leitfaden zur Ermittlung des Phasenjitters. Heutzutage kommt 1)Die Zahlen in eckigen Klammern beziehen sich auf die Lit

41、eraturhinweise. DIN EN 60679-6:2011-12 EN 60679-6:2011 5 dem Messverfahren fr Phasenjitter auch aus Sicht der elektromagnetischen Interferenzen (EMI) eine grere Bedeutung zu. In dieser Hinsicht ist die internationale Normung eines Messverfahrens fr Phasenjitter, wie in IEC 60679-6, bedeutsam und zei

42、tgem. Das in diesem Dokument beschriebene Messverfahren fr Phasenjitter ist das neueste Verfahren, mit dem quantitative Messungen aufgrund des Durchbruchs in der Messsystem-technologie mglich wurden; das Verfahren wird beschrieben in der Hoffnung, dass ihm nicht nur Entwickler von Bauelementen, sond

43、ern auch Systementwickler Beachtung schenken, und in der Erwartung, dass es breite Anwendung findet. 1 Anwendungsbereich Dieser Teil der Normenreihe IEC 60679 gilt fr die Phasenjittermessung von Quarz- und OFW-Oszillatoren, die in elektronischen Gerten verwendet werden, und enthlt einen Leitfaden zu

44、m Phasenjitter, der die genaue Messung des RMS-Jitters ermglicht. Bei diesem Messverfahren wird eine Messeinrichtung fr das Phasenrauschen oder ein Messsystem fr das Phasenrauschen eingesetzt. Die Messfrequenz umfasst den Bereich von 10 MHz bis 1 000 MHz. Diese Norm gilt fr Quarz- und OFW-Oszillator

45、en, deren Einsatz in elektronischen Gerten und Modulen erfolgt, die Multiplikations- oder Divisionsfunktionen haben, bei denen sie die Oszillatoren als Basis verwenden. Die Art des fr diese Oszillatoren geltenden Phasenjitters ist der RMS-Jitter. Im nachfolgenden Text werden diese Oszillatoren und M

46、odule der Einfachheit halber als Oszillator(en)“ bezeichnet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in

47、 Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60679-1:2007, Quartz crystal controlled oscillators of assessed quality Part 1: Generic specification 3 Begriffe und allgemeine Fachausdrcke 3.1 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokumentes gelten die Begriffe nach IEC 60679-1:2007. Ein

48、heiten, Zeichnungen, Codierungen und Zeichen beruhen ebenfalls auf IEC 60679-1. 3.2 Allgemeine Fachausdrcke 3.2.1 Phasenjitter Der Phasenjitter von Oszillatoren stellt ein zeitbezogenes elektronisches Rauschen der Signalwellenformen dar. Andererseits wird der Phasenjitter als ein Jitter beschrieben,

49、 bei dem die Frequenz der Signal-abweichung 10 Hz berschreitet, und als ein Wandern, bei dem die Frequenz 10 Hz oder weniger betrgt. Es ist schwierig, das Wandern von Oszillatoren zu beobachten. Das Wandern ist eine Erscheinung, welche in elektronischen Teilen, wie Lichtwellenleiterkabeln, vorhanden ist, die fr Ausdehnung und Verkrzung selbst bei einer