工程师为电路设计费尽心思筛选振荡器真那么有必要吗?
振荡器是很多电路中必不可少的电子元器件,那么在我们惯性思维中一个优秀的设计成功与否的关键与振荡器选择是密不可分的,然而事实真的是这样吗?我们都知道石英晶体振荡器就是一个频率源,一般用在锁相环之中。简单点说就是一个不需要借助外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的控制装置。它有很多用途.在无线电广播和通信设备中产生电磁波.在微机中产生时钟信号.在稳压电路中产生高频交流电。
常见的振荡器可以按以下几点进行区分:
石英晶体振荡器可分为两种,谐波振荡器、弛张振荡器;
以激励方式可分为自激振荡器以及他激振荡器;
输出的波形可分3种正弦波、方波、锯齿波振荡器;
从电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器之类的。
有设计师认为振荡器是一个设计最重要的组件之一,一个错误的选择很有可能会杀死一个设计。如果这个观点是对的话,那么就会出现以下四个问题。解决了这些问题或许你会找到自己想要的答案。
一、你需要水晶还是振荡器?
虽然它们可能看起来相同并且共享许多规格,石英晶体和振荡器是非常不同的设备。封装的水晶是一块石英,切割和抛光以在具有高Q值的特定频率下共振。它不是包含振荡器电路,驱动石英产生时钟输出。相反,驱动电路位于晶体所在的器件内部连接的。相比之下,晶体振荡器或XO是包含该晶体振荡器的完整器件石英晶体,振荡器电路,输出驱动器,并且可能是锁相的循环(PLL)。 XO以指定的频率和信号提供时钟输出格式,例如CMOS晶振,LVDS晶振和LVPECL晶振。振荡器也可以直接驱动芯片或通过缓冲器馈送以提供a的多个副本特定频率。
二、需要什么抖动性能?
定时抖动是一种测量时钟信号纯度的方法。越低了抖动,噪音越小。由于贴片振荡器通常用作本地振荡器对于系统的“心跳”,需要干净且低抖动的输出。在示波器的时域中测量抖动-例如,周期抖动和周期间抖动 - 或者在a。的频域中相位噪声分析仪,在频带上集成RMS相位抖动。
低相位抖动XO<250fs-RMS对于更高性能至关重要应用,因为高水平的时钟抖动导致不可接受的高误码率(BER),流量丢失或系统通信丢失。因此,如果有疑问,从低抖动时钟源开始总是更安全提供更多的抖动余量。在理想情况下,应用程序或芯片组由驱动器驱动振荡器将提供最大允许抖动规范伴随积分带,相位噪声掩模和杂散要求。石英晶振在在这种情况下,主要考虑的是需要多少抖动余量振荡器允许来自缓冲器或其他芯片的任何附加抖动更远时序路径的下游。
三、你的频率会改变吗?
许多振荡器应用仅需要单个固定频率,如156.25兆赫。在其他情况下,石英振荡器提供的频率可能需要更改.对于此类应用,理想的解决方案是提供多个振荡器,预先存储的频率。双和四振荡器可用于这些应用。这些器件的输出频率可通过引脚选择启用单个XO替换多个振荡器和多路复用器。如果申请需要混合整数和小数时钟,选择一致提供的设备所有目标频率的低抖动操作。
四、频率稳定性有多重要?
频率稳定性衡量有源晶体振荡器的输出频率由于温度变化,在运行期间可能发生变化。如果频率漂移超出应用程序的预期,可能会出现定时误差发生。频率稳定性以百万分率或ppm表示,相对于特定温度范围内的标称频率。振荡器使用在制造过程中以不同角度切割的石英晶体产生不同的温度响应。常见的XO温度稳定性额定值包括±20 ppm,±50 ppm和±100 ppm。较低的ppm意味着输出频率在给定温度范围内更稳定。
值得注意的是,频率稳定性只是了解方式的一个方面振荡器的频率可能会发生变化。完整的测量潜在的频率偏差称为总稳定性,它是总和频率稳定性随温度变化,初始精度在25°C,老化超过a指定的时间和温度。总稳定性揭示了OSC晶振可能产生的最坏情况可能的频率使用寿命。
纵观以上这些数据来看,为你设计选择一颗振荡器是非常有必要的,并且你需要从多方面的考虑,学会如何选择合适的振荡器不仅能充分发挥产品的性能,能为在设计上事半功倍,以上资料仅供参考。
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