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数字电子装置在晶体振荡器里如何同步化

发布时间:2022-04-11

    晶体谐振器的优点,以及一些可用的选择。

    在基于微处理器的系统中,有几种不同的频率信号,用于执行指令、,将数据移入和移出存储器以及外部通信接口。

    一个简单的嵌入式控制器可能具有几MHz的时钟频率,而个人计算机中的微处理器通常期望15MHz的输入频率。这将在内部倍增,以提供CPU和其他子系统的频率。系统中的其他组件可能都有自己的频率要求。例如,以太网网络控制器需要25MHz的频率,或者实时频率(RTC)需要32.768kHz

    射频(RF)系统需要精确的频率参考来实现端到端通信,并过滤无用信号和噪声。

    关键振荡器特性

    除了提供指定频率的基本要求之外,根据您产品的应用,振荡器可能还需要满足其他要求。

    例如,许多产品使用非常精确定义的频率。这对于需要通过串行或无线接口与其它设备通信的系统尤其重要。精度通常以百万分率(ppm)来衡量。

    对于手持或电池供电的设备,低功耗非常重要。对于RTC来说尤其如此,因为即使在低功耗或待机模式下,这部分电路也将始终处于有用状态。

    毕竟你可能需要考虑运行环境、成本和外形尺寸等各种因素。

    完美共振

    任何振荡器都使用某种谐振或微调电路,并调整放大和反馈以产生特定的频率输出。

    调整电路可以基于电阻电容(RC)或电感电容(LC)网络。这些设备相对简单,频率可以在很大范围内改变。然而,规划精确的RC或LC振荡器需要使用有价值的精确元件。即便如此,它们也无法满足许多产品所要求的最高精度和稳定性。

    晶体(通常是应时)也可以用作谐振元件。将晶体切割成两个平行的晶面,并在其上沉积金属触点。应时压电效应是指当晶体受到压力时,其晶面会产生电压。相反,当给晶体施加电压时,晶体也会改变形状。

    这种反馈将使晶体以其自然谐振频率振荡。这将取决于晶体的大小及其切割方法。最常见的切割方法称为AT。这可用于广泛的频率规划,并具有出色的热稳定性。

晶体谐振器具有高品质因数(Q  ),这意味着频率被精确定义并且非常稳定。因此,该晶体可以作为低成本、高精度的、振荡器的基础。


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