打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
电子电路中的“规矩”——时钟源

没有规矩,不成方圆。对于时序电路来说,这个“规矩”就是时钟源。一个准确的时钟源能够让整个电路按照设计好的时序工作,而如果这个'规矩'不准确,电路就会出现问题。和整个电子世界的发展一样,时钟源的发展也和电子技术的发展紧密相连。

RC振荡电路实验

最初的时钟源就是LC、RC振荡回路,它们因为其简单的设计和应用方式成为了第一种可用来计时的电路。但因其精度较低、频率不稳定易受外界条件的影响等原因,现已不再广泛使用。在部分集成电路中,RC振荡器还作为一种补充存在于芯片的内部。

之后,人们发现了石英晶体的作用,将晶体按照一定的规格切割后,施加一定的电压,晶体将会产生机械振动,进而产生特定频率的电压信号。这个信号比较稳定,并且可以通过温度补偿的方式来减小外界温度对振荡频率的影响。这种利用石英晶体来构建成的振荡器被称作晶体振荡器。

晶体振荡器大家一定不会陌生

对于晶体振荡器来说,一旦内部晶体切割好后,晶振就只能产生一种固定频率的信号。而如果想要产生其他频率的信号,则需要一种可变的振荡器。对于想要在较小频率内变化频率的振荡器,可以利用晶体的负载电容改变时,振荡频率也随之改变的特性来制造电压控制晶体振荡器(VCXO)。这种振荡器的频率可以在较小范围内随电压的改变而改变。

那么,大范围的频率改变又该怎样制作呢?

下一步出现在舞台上的是锁相环频率合成技术,锁相环内部包含一个能在一定范围内产生信号的压控振荡器、环路滤波器和重要的鉴相器组成。压控振荡器首先产生一个振荡信号,经过分频后与输入信号比较,产生进一步控制压控振荡器的信号电压。这就大大拓展了锁相环频率合成的输出范围。

锁相环虽然好,但是“跟踪”到输入信号的时间相对还是较长,而且频率的分辨率也受制于鉴相器,整体的频率分辨率不高。随着通信技术的不断发展,渐渐地这种频率合成方式也不能够满足需求。

后来,就有了DDS……

采用DDS技术的频率合成模块

直接数字频率合成技术(DDS)是一种非常简单粗暴却有效的频率合成技术。它通过数字查表的方式“计算”出正弦波在某一时刻的值,并将数字值赋予DDS内部的DAC转换为模拟量输出。实现频率的合成。运算速度不同,所能够提供的最高输出也不同。比如工作频率为1GHz时,芯片约可直接合成0~400MHz范围内的任一频率的正弦波信号并输出。这是传统合成方式难以做到的,也是随着电子技术的不断发展,才能够完成的任务。

现在,多种频率合成技术均在电路设计中占有一席之地,更多种多样的时钟源已经开始为电子设计而服务,包括GPS授时、原子钟等形式的时钟源已经成为了某种特殊应用下的时钟源选择。人们对于频率的准确要求推动了时钟源的进步,而时钟源的进步则反过来为人类文明的进一步发展做出贡献。

本文为 无线电杂志微信公众平台原创文章。详细内容及高清大图请查阅《无线电》杂志。版权所有,欢迎个人转发至朋友圈。公众号、报刊等转载请给本公众号后台留言获得授权。

…………………………………………………

无线电杂志

微信号:radiomagazine

长按识别二维码关注我们

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
晶振是什么?有源晶振与无源晶振介绍
晶振、晶体、时钟概念详解
谐振器和振荡器的差异分析
时钟振荡器的原理与作用详解
数字电路基础
电脑的脉搏—时钟频率的来龙去脉
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服