差動クロック用水晶発振器

差動クロック用水晶発振器（Differential Crystal Oscillators）は、高速通信や精密なタイミングが要求される電子回路において、ノイズに強く安定した信号を供給するためのデバイスです。

一般的なシングルエンド（CMOSなど）の出力とは異なり、位相が180度反転した2つの信号をペアで送信するのが最大の特徴です。

1. なぜ「差動」なのか？（メリット）

高速なデータ転送（PCIe, USB 4.0, 100G/400G Ethernetなど）では、わずかなノイズもエラーの原因になります。差動クロックには以下の利点があります。

同相ノイズ除去（Common Mode Rejection）: 2本の線に同時に乗ったノイズは、受信側で引き算されることで打ち消されます。
低エミッション（EMIの低減）: 2つの信号線が互いの磁界を打ち消し合うため、不要な電波放射（ノイズ）を抑えられます。
高いジッタ特性: 電源電圧の変動に強く、非常に低いジッタ（信号の揺らぎ）を実現できます。

2. 主な出力フォーマット

用途やICの要求仕様によって、いくつかの規格が使い分けられます。

規格名	特徴	主な用途
LVPECL	振幅が大きく、最も低ジッタ。消費電力はやや高い。	光通信、超高速ネットワーク
LVDS	低電圧で動作し、消費電力が少ない。バランスが良い。	汎用高速通信、画像伝送
HCSL	スイッチング速度が非常に速い。	PCI Express (PCIe) の標準

3. 選定時のチェックポイント

差動発振器を選ぶ際は、単なる周波数だけでなく以下のスペックが重要になります。

位相ジッタ（Phase Jitter）:

高速通信では「fs（フェムト秒）」単位の性能が求められます。
電源電圧:

1.8V, 2.5V, 3.3Vなど、システムに合わせた選択が必要です。
パッケージサイズ:

2520 (2.5x2.0mm) や 3225 (3.2x2.5mm) が主流ですが、小型化が進んでいます。
終端抵抗（Termination）:

差動信号は正しく終端しないと反射が起きるため、基板設計との整合性が不可欠です。

4. 主要メーカーの例

エプソン (Epson): SG-8503CAなど、高精度なプログラマブル製品に強い。
京セラ (Kyocera): 高信頼性のセラミックパッケージ。
日本電波工業 (NDK): 低ジッタ特性に定評あり。
Microchip (旧Micrel): MEMS技術を用いた差動発振器も展開。

具体的な用途（例：PCIe Gen5対応、あるいはFPGA用の通信クロックなど）は決まっていますか？

出典：Google Gemini

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