晶振-基本概述晶振 晶體全稱(chēng)為晶體振蕩器, 其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率, 這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大 或縮小后就成了電腦中各種不同的總線(xiàn)頻率。以聲卡為例,要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào) 44.1kHz 或 48kHz 的采樣, 頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè) 44.1kHz 或 48kHz 的時(shí)鐘頻率。 如果需要對(duì)這兩 種音頻同時(shí)支持的話(huà),聲卡就需要有兩顆晶振。但是娛樂(lè)級(jí)聲卡為了降低成本,通常都采用 SRC 將輸出的采樣頻率固定在 48kHz,但是 SRC 會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來(lái)?yè)p害,而且現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)聲 卡都沒(méi)有很好地解決這個(gè)問(wèn)題。 晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機(jī)電器件晶振, 是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并 鍍上電極焊上引線(xiàn)做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性,如果給他通電,他就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振 蕩,反之,如果給他機(jī)械力,他又會(huì)產(chǎn)生電,這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特 點(diǎn),其振蕩頻率與他們的形狀,材料,切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn) 定, 熱膨脹系數(shù)非常小, 其振蕩頻率也非常穩(wěn)定, 由于控制幾何尺寸可以做到很精密, 因此, 其諧振頻率也很準(zhǔn)確。根據(jù)石英晶體的機(jī)電效應(yīng),我們可以把它等效為一個(gè)電磁振蕩回路, 即諧振回路。
他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)-電-機(jī)-電..的不斷轉(zhuǎn)換,由電感和電容組成的諧振回路是 電場(chǎng)-磁場(chǎng)的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它當(dāng)作一個(gè)高 Q 值的電磁諧振回路。由 于石英晶體的損耗非常小,即 Q 值非常高,做振蕩器用時(shí),可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩,作 濾波器用,可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線(xiàn)。 晶振-主要參數(shù)參數(shù) 基本描述 頻率準(zhǔn)確度 在標(biāo)稱(chēng)電源電壓、標(biāo)稱(chēng)負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度(252℃)以及其他條件保持不變, 晶體振蕩器的頻率相對(duì)與其規(guī)定標(biāo)稱(chēng)值的最大允許偏差,即(fmax-fmin)/f0; 溫度穩(wěn)定度 其他條件保持不變,在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對(duì) 于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin) ; 頻率調(diào)節(jié)范圍 通過(guò)調(diào)節(jié)晶振的某可變?cè)淖冚敵鲱l率的范圍。 調(diào)頻(壓控)特性 包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線(xiàn)性度。 ①調(diào)頻頻偏:壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱(chēng)的最大值變化到最小值時(shí)輸出頻率差。 ②調(diào)頻靈敏度:壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。 ③調(diào)頻線(xiàn)性度:是一種與理想直線(xiàn)(最小二乘法)相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。
負(fù)載特性 其他條件保持不變,負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)負(fù)載 下的輸出頻率的最大允許頻偏。 電壓特性 其他條件保持不變,電源電壓在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng) 電源電壓下的輸出頻率的最大允許頻偏。 雜波 輸出信號(hào)中與主頻無(wú)諧波 (副諧波除外) 關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比, dBc 用 表示。 諧波 諧波分量功率 Pi 與載波功率 P0 之比,用 dBc 表示。 頻率老化 在規(guī)定的環(huán)境條件下,由于元件(主要是石英諧振器)老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過(guò)程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來(lái)量度。對(duì)于高穩(wěn)定晶振,由于輸出頻 率在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線(xiàn)性的單方向漂移, 往往用老化率 (單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變 化)來(lái)量度。 日波動(dòng) 指振蕩器經(jīng)過(guò)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后,每隔一小時(shí)測(cè)量一次,連續(xù)測(cè)量 24 小時(shí),將測(cè)試 數(shù)據(jù)按 S=(fmax-fmin)/f0 式計(jì)算,得到日波動(dòng)。 開(kāi)機(jī)特性 在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi),振蕩器頻率值的最大變化,用 V=(fmax-fmin)/f0 表示。 相位噪聲 短期穩(wěn)定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比(f)表示,(f)與噪 聲起伏的頻譜密度 Sφ(f)和頻率起伏的頻譜密度 Sy(f)直接相關(guān),由下式表示: f2S(f)=f02Sy(f)=2f2(f) f—傅立葉頻率或偏離載波頻率;f0—載波頻率。
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