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有源晶体振荡器有什么作用呢?

发布时间:2020-04-08

晶体振荡器,简称晶振,其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率经过频率发生器的倍频或分频后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例,要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样,频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话,声卡就需要有两颗晶振。但是现在的娱乐级声卡为了降低成本,通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz,但是SRC会对音质带来损害,而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。

有源晶体振荡器

  每个单(dan)(dan)片(pian)机系统里都有晶(jing)振(zhen)(晶(jing)体震荡器(qi)),在单(dan)(dan)片(pian)机系统里晶(jing)振(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)作用非(fei)常大,他结合单(dan)(dan)片(pian)机内部的(de)(de)(de)(de)(de)电路(lu),产(chan)生单(dan)(dan)片(pian)机所必须(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)时(shi)钟频率,单(dan)(dan)片(pian)机的(de)(de)(de)(de)(de)一切指令的(de)(de)(de)(de)(de)执行(xing)都是建立(li)在这个基础上的(de)(de)(de)(de)(de),晶(jing)振(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)供的(de)(de)(de)(de)(de)时(shi)钟频率越高(gao),那(nei)单(dan)(dan)片(pian)机的(de)(de)(de)(de)(de)运行(xing)速度(du)也就越快那(nei)么晶(jing)振(zhen)该如何分类?

 1、从外观上可以划分为:圆柱晶振(DIP)、贴片晶振(SMD)。

  谐振器(qi)一般分(fen)(fen)为插件(jian)(Dip)和贴片(SMD)。插件(jian)中又分(fen)(fen)为HC-49U、HC-49U/S、音(yin)(yin)叉(cha)型(xing)(圆柱)。HC-49U一般称49U,有些采购俗(su)称 “高型(xing)”,而HC-49U/S一般称49S,俗(su)称“矮型(xing)”。音(yin)(yin)叉(cha)型(xing)按照体积(ji)分(fen)(fen)可分(fen)(fen)为3*8,2*6,1*5,1*4等(deng)等(deng)。贴片型(xing)是按大(da)小和脚位来分(fen)(fen)类。例如7*5(0705)、6*3.5(0603),5*3.2(5032)等(deng)等(deng)。脚位有4pin和2pin之分(fen)(fen)。

  而振(zhen)荡(dang)器也是(shi)可以分(fen)为插件(jian)和(he)贴片。插件(jian)的可以按大小和(he)脚(jiao)位来分(fen)。例(li)如(ru)所谓全尺寸的,又称长方形或者14pin,半尺寸的又称为正方形或者8pin。不(bu)过(guo)要注意的是(shi),这里的14pin和(he)8pin都是(shi)指振(zhen)荡(dang)器内部核心IC的脚(jiao)位数(shu),振(zhen)荡(dang)器本身是(shi)4pin。而从不(bu)同的应用层面来分(fen),又可分(fen)为OSC(普通(tong)钟振(zhen)), TCXO(温(wen)度补偿),VCXO(压控),OCXO(恒温(wen))等等。

2、从工作性能上分为:石英晶体谐振器(无源)、石英晶体震荡器(有源,带电压的。晶体振荡器又可分为Package石英振荡器(SPXO)、温度补偿石英振荡器(TCXO)、电压控制石英振荡器(VCXO)、恒温槽式石英振荡器(OCXO))。

  晶振的精度单位是(PPM)不仅是决定了晶振的价格,也决定了是否符合你产品的技术参数。一般常用的精度为20PPM。那么影响晶振精度的因素有哪些呢?

  尽管一(yi)个(ge)石英晶(jing)体振(zhen)荡器的(de)(de)(de)频(pin)率精度是正(zheng)负(fu)20PPM,但可能会因为电压变动(dong)有(you)正(zheng)负(fu)10PPM的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang),焊(han)接(jie)温度有(you)正(zheng)负(fu)5PPM的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang),机械振(zhen)动(dong)与冲击有(you)正(zheng)负(fu)3PPM的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang),温度范围可能有(you)正(zheng)负(fu)5-20PPM的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)等等。

  这些都十分常见(jian)的(de)(de)影响精(jing)(jing)度(du)(du)的(de)(de)因素(su),必(bi)须(xu)考虑(lv)进(jin)去,单石(shi)(shi)英(ying)晶体振荡器厂(chang)商却只(zhi)告诉(su)客(ke)户(hu)产(chan)品(pin)的(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)是正负(fu)20PPM。事实上(shang),实际应用环境中精(jing)(jing)度(du)(du)可能只(zhi)能达到50PPM。因此,客(ke)户(hu)需要50PPM精(jing)(jing)度(du)(du)的(de)(de)时候(hou),选择了20PPM的(de)(de)石(shi)(shi)英(ying)晶体振荡器是正确的(de)(de)。

  器(qi)件选(xuan)型时一般都要(yao)(yao)留出一些(xie)余量(liang),以(yi)保证产品的(de)(de)可(ke)靠(kao)性。选(xuan)用较(jiao)高档的(de)(de)器(qi)件可(ke)以(yi)进一步降低失效(xiao)概率,带来潜(qian)在的(de)(de)效(xiao)益,这(zhei)一点(dian)在比较(jiao)产品价格的(de)(de)时候也要(yao)(yao)考虑到。要(yao)(yao)使振荡器(qi)的(de)(de)“整体性能”趋于平衡、合(he)理,这(zhei)就(jiu)需要(yao)(yao)权(quan)衡诸如稳(wen)定度(du)、工作温度(du)范围(wei)、晶(jing)体老化效(xiao)应、相(xiang)位噪声、成(cheng)本等(deng)多方面因素,这(zhei)里的(de)(de)成(cheng)本不(bu)仅仅包(bao)含器(qi)件的(de)(de)价格,而且(qie)包(bao)含产品全寿(shou)命的(de)(de)使用成(cheng)本。

  一般(ban)民用产品使用的(de)是普通晶体谐振(zhen)器,由(you)于一些高端智能产品对晶振(zhen)的(de)要(yao)求(qiu)更加严格,使用的(de)是振(zhen)荡器。 振(zhen)荡器的(de)优势(shi):快(kuai)速启(qi)动,低电压(ya)工作,低电平驱动和低电流(liu)消(xiao)耗(hao)已成为一个趋势(shi),电源电压(ya)一般(ban)为3.3V。许多TCXO和VCXO产品,电流(liu)损(sun)耗(hao)不超过2mA。石英晶体振(zhen)荡器的(de)快(kuai)速启(qi)动技术也取(qu)得(de)突(tu)破性进展。

  晶振的(de)应用(yong)非常(chang)(chang)广(guang)泛(fan),常(chang)(chang)用(yong)于:智能手机(ji)、平板电(dian)(dian)脑、蓝牙、数(shu)码产(chan)(chan)品、LED显示屏、通(tong)(tong)讯设(she)备(bei)(bei)、安防产(chan)(chan)品、数(shu)码科技、汽车电(dian)(dian)子、智能机(ji)器(qi)人、医(yi)疗设(she)备(bei)(bei)、无人机(ji)以及高端的(de)航空领域等(deng)。还被广(guang)泛(fan)应用(yong)到(dao)军、民用(yong)通(tong)(tong)信电(dian)(dian)台(tai),微波通(tong)(tong)信设(she)备(bei)(bei),程(cheng)控(kong)电(dian)(dian)话交换机(ji),无线电(dian)(dian)综合测试仪,BP机(ji)、移(yi)动电(dian)(dian)话发射台(tai),高档频率计数(shu)器(qi)、GPS、卫星通(tong)(tong)信、遥控(kong)移(yi)动设(she)备(bei)(bei)等(deng)等(deng)。90%的(de)电(dian)(dian)子设(she)备(bei)(bei)中都有用(yong)到(dao)晶振,它是(shi)是(shi)电(dian)(dian)子产(chan)(chan)品里面的(de)“小心(xin)脏”。

  如今晶(jing)振不断实现从大(da)尺寸(cun)到小尺寸(cun)的精细化发(fa)展,与智(zhi)能硬件产品相匹(pi)配。随着智(zhi)能硬件的广泛(fan)普及(ji),晶(jing)振行业将迎(ying)来一个(ge)更大(da)的市场发(fa)展空间,更的发(fa)展前景(jing)。

  晶(jing)体(ti)谐(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)器现已(yi)被广泛使用(yong),很(hen)多厂商在考虑(lv)成本因素(su)的(de)前(qian)提下,甚至(zhi)(zhi)用(yong)晶(jing)体(ti)谐(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)器代(dai)替振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)器。晶(jing)体(ti)谐(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)器常见有3种封装方式:金(jin)属、陶瓷、玻璃(li)。其中(zhong)金(jin)属封装最为常见,玻璃(li)封装则最为便宜(yi),但含铅(技(ji)术瓶颈);陶瓷封装价(jia)格介于两者之间(jian),但技(ji)术要求(qiu)高,晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)在其中(zhong)的(de)作用(yong)至(zhi)(zhi)关重要。随着电(dian)子(zi)功(gong)能越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)强大,对于晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)的(de)要求(qiu)越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)高.TCXO振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)器,VC-TCXO振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)器,VCXO振(zhen)(zhen)(zhen)荡(dang)器系(xi)列适用(yong)于汽车电(dian)子(zi),医疗仪器,无人(ren)(ren)机(ji)(ji),智能机(ji)(ji)器人(ren)(ren)等高端智能产品领域.

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