在高速光通信系統中，時鐘信號的相位穩定性與輸出結構決定了整個鏈路的同步能力與數據可靠性。傳統的CMOS單端輸出振蕩器難以滿足SerDes、CDR、PAM4調制等對低抖動與對稱輸出的要求。此背景下，集差分輸出、低相位抖動與頻率可調能力于一體的VCXO振蕩器，成為光模塊、高速ADC/DAC、PHY層芯片等設備的關鍵時鐘源。

差分輸出VCXO的定義與優勢

差分輸出VCXO是指支持LVPECL、LVDS或HCSL等差分信號接口的電壓控制晶體振蕩器（VCXO）。其輸出由一對互補信號組成，可顯著抑制共模噪聲、降低傳輸干擾，并實現高速信號邊沿對稱性。相較傳統單端輸出，差分結構在光通信應用中可提供更高信號完整性與遠距離穩定性，特別適用于光纖傳輸鏈路中的CDR、Clock Tree分布與抖動過濾。

低抖動特性與工程價值

VCXO的最大優勢在于頻率可調，且搭載高品質晶體與優化模擬電路可實現超低相位抖動。現代差分VCXO通常支持0.15ps~0.6ps RMS抖動（12kHz~20MHz帶寬），滿足QSFP+/SFP28/OSFP光模塊、10G/25G以太網與5G通信平臺對時鐘邊沿穩定性的嚴苛要求。低抖動時鐘可顯著提升SerDes鏈路中CDR的鎖定成功率、眼圖質量與數據恢復精度，是高可靠鏈路設計的核心組成部分。

光通信系統中的關鍵應用

光通信模塊常部署于數據中心、基站前傳、中繼傳輸與邊緣網絡設備中，VCXO在其中擔任精準的參考時鐘或抖動清除輸入源。典型應用包括：

• CDR鎖相：推薦頻率：156.25MHz、312.5MHz，用于PAM4調制鏈路中SerDes定時恢復；
• ADC/DAC同步：使用頻點如80MHz、100MHz、125MHz，用于模擬前端高速采樣模塊；
• FPGA光接口：頻率范圍廣：50MHz~220MHz，搭配Zynq Ultrascale+、Stratix 10用于XCVR時鐘；
• 光模塊參考時鐘：用于SFP+/SFP28/OSFP模塊中LP4控制器的時鐘輸入。

典型頻率與芯片平臺推薦

-Semtech GN25L95 / GN25L96：推薦頻率156.25MHz，輸出LVPECL；
-Analog Devices ADN2814：推薦頻率155.52MHz，用于SDH/SONET模塊的CDR；
-Intel E-Tile / Agilex系列：建議搭配312.5MHz、622.08MHz VCXO，輸出LVDS；
-Microchip PM8358 SerDes：配合100MHz VCXO輸入，可實現可靠CDR對鎖。

封裝與電源兼容性

主流差分VCXO支持多種標準封裝（2520、3225、5032、7050），可根據光模塊板卡空間選擇。電源支持1.8V、2.5V與3.3V，兼容多種邏輯平臺電平標準。部分產品具備三態控制、待機模式與溫補能力，適應工業/通信/車規級平臺的溫度漂移控制。

總結

差分輸出VCXO作為現代光通信系統的核心時鐘源，融合了低抖動、差分接口、高穩定性與拉頻能力，在光模塊、ADC/DAC同步、FPGA高速平臺及通信PHY鏈路中扮演著不可替代的角色。其在高速串行通信時代下的重要性與日俱增，未來將與DSP、SerDes和AI邊緣網絡深度集成，共同構建穩定、高速、同步的下一代通信系統。