Rise Time/Fall Time
英文描述:Rise time refers to the time it takes for the leading edge of a pulse ( voltage or current) to rise from its minimum to its maximum value. Rise time is typically measured from 10% to 90% of the value. Conversely, fall time is the measurement of the time it takes for the pulse to move from the highest value to the lowest value.
晶振的上升/降时间
中文翻译:上升时间是指脉冲(电压或电流)的前沿从最小值上升到极大值所需的时间。上升时间通常是从10 %到90 %的价值。反之,下降时间是测量脉冲从最高值移动到最低值所需要的时间。
晶振的上升/下降时间是有源晶振的一个主要电气参数,单位为ns,该参数直接影响到晶振的启动时间(Start Up Time)。通常情况下,有源晶振频率越低,功耗越小,启动时间越慢。反之,频率越高,功耗越大,启动越快。
如晶诺威产有源晶振OSC2016上升/下降时间标注如下:
拓展阅读:1ps(皮秒)等于多少(ns)纳秒?
答:1ps等于10^-3ns,即:0.003ns。
晶诺威科技解释如下:
“s”是英文“second”的缩写,中文意思是“秒”。
1ps (皮秒) 1皮秒=0.000,000,000,001秒=10^_12秒。
1ms (毫秒) 1毫秒=0.001秒=10^_3秒 (millisecond)。
1μs (微秒) 1微秒=0.000,001=10^_6秒 (microsecond)。
1ns (纳秒) 1纳秒=0.000,000,001秒=10^_9秒 (nanosecond)。
1fs (飞秒) 1飞秒=0.000,000,000,000,001秒=10^_15秒。
时间单位的换算关系:
一年=12个月,一个月=30天,一天=24小时,1小时=60分钟,1分钟=60秒。
时钟各指针的角度关系:
1、普通钟表相当于圆,其时针或分针走一圈均相当于走过360°角。
2、钟表上的每一个大格对应的角度是:30°。
3、时针每走过1分钟对应的角度应为:0.5°
拓展阅读:<0.3ns 超快 Tr/Tf
AI 服务器处理海量并行数据时,芯片间的信号交互需毫秒级响应;光通信模块在高频信号收发中,需快速完成信号的上升与下降转换——这一切都依赖于晶振的Tr/Tf(上升/下降时间)性能。晶诺威科技的差分有源晶振通过基频工艺的电路结构创新,将Tr/Tf压缩至<0.3ns,实现信号状态的 “瞬时切换”。

LVPECL接口凭借更快的边沿速率,可匹配AI服务器中CPU与内存的高速数据交互节奏,减少信号延迟带来的运算效率损失;LVDS接口则以低功耗、低电磁辐射的特性,结合<0.3ns的超快 Tr/Tf,在光通信模块中支撑高频信号的快速调制,助力实现更高带宽的通信传输,让AI算力响应与光信号传输 “快人一步”。
拓展阅读:关于晶振上升/下降时间与占空比对信号质量的影响
晶振频率正确也可能导致系统采样错误、通信异常或启动不稳定,这通常与信号边沿速度和占空比有关。
时钟信号不仅控制系统节拍,还定义每一拍的时序边界。在微控制器(MCU)、现场可编程逻辑器件(FPGA)、以及串行器/解串器(SerDes)等高速器件中,信号边沿的微小偏差或抖动会影响采样精度。
在FPGA系统中,如果时钟上升沿过慢,不同逻辑通道间的采样触发点可能出现微秒级偏差,导致时序裕量被压缩;若占空比偏离50%,触发信号提前或滞后,也会增加抖动与误码风险。
当上升/下降时间过慢或波形不对称时,时钟边界模糊,设备容易出现采样偏差。
一、参数含义
上升时间Tr:信号从低电平的10%Vdd上升到高电平90%Vdd所需的时间。下降时间Tr:信号从高电平的90%Vdd下降到低电平10%Vdd所需的时间。占空比Duty Cycle:一个周期内,高电平持续时间占总周期的比例,理想值为50%。
二、影响晶振波形质量的主要因素
不同输出类型的晶振适用于不同场景:差分输出晶振(LVDS、HCSL、LVPECL):边沿快、幅度低、抗干扰强,适合高速数字接口或高同步精度系统。CMOS/TTL输出:性能稳定,适合控制类电路或通用逻辑系统。射频/GPS系统:常用Clipped Sine或纯Sine输出,保证模拟信号完整性。
1、输出驱动结构
CMOS输出采用推挽电路,性能受晶振驱动能力和输出端负载影响,负载过大或驱动不足会减慢边沿速度。LVDS/HCSL采用恒流差分驱动,信号变化快、对称性好,抗干扰能力强。
2、负载电容和PCB走线
晶振内部有典型负载电容(如15pF),保证波形稳定。实际电路中,PCB 走线、电路输入端和其他器件的电容会与晶振内部电容一起形成总负载:总负载过大:上升/下降沿变慢;总负载过小:波形尖锐但易振铃或抖动。
3、电源噪声
晶振对电源纹波敏感,电源噪声会导致输出抖动。设计时应加滤波电容,保持地平面连续,让高速信号有稳定返回路径,减少反射和干扰。
4、设计建议
总负载尽量接近规格书推荐值,可通过PCB走线长度、控制阻抗、匹配电容实现;时钟走线短,阻抗约50Ω;差分线等长,保证同时到达,减少干扰和失真;走线远离高速信号和噪声源,必要时增加地隔离线。
在高性能应用的设计中,应该特别关注晶振的关键性能指标,如上升/下降时间(Rise/Fall Time)、占空比(Duty Cycle)等,以确保输出信号符合目标器件的接口要求。

