深圳市聚強晶體有限公司
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行業新聞
微(wei)控制器的(de)時(shi)鐘源可以分(fen)為兩(liang)類：基(ji)于機(ji)械(xie)諧振(zhen)器件的(de)時(shi)鐘源，如晶振(zhen)、陶瓷諧振(zhen)槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。
基(ji)于晶振(zhen)與陶瓷諧振(zhen)槽(cao)路的振(zhen)蕩器通(tong)常(chang)能(neng)提供(gong)非常(chang)高(gao)的初始精度和較低的溫度系數(shu)。RC振蕩器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內精度較差，會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內變化。
但其性能受環境條件和(he)電路元件選擇的影(ying)響。需認真對待振蕩器(qi)電路的元件選擇和(he)線(xian)路板布局。在使用(yong)時(shi)，陶(tao)瓷諧振槽路和(he)相應的負載電容必(bi)須(xu)根(gen)據(ju)特(te)定的邏(luo)輯系列(lie)進(jin)行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感，但在過驅動時很容易產生頻率漂移（甚至可能損壞）。影響振蕩器工作的環境因素有：電磁干擾（EMI）、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化，增加不穩定性，并且在有些情況下，還會造成振蕩器停振。
上述大部分(fen)問題(ti)都可(ke)以(yi)通過(guo)使用(yong)振(zhen)蕩器模塊(kuai)避免。這些模塊(kuai)自帶振(zhen)蕩器、提(ti)供低阻(zu)方波輸出，并且(qie)能夠在(zai)一定條件下(xia)保證運行。最(zui)常用(yong)的兩(liang)種(zhong)類(lei)型是晶(jing)振(zhen)模塊(kuai)和集成(cheng)RC振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高，多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。
選擇振蕩器時(shi)還需要考慮功耗。分立(li)振蕩器的(de)功耗主要由反饋放大器的(de)電源電流以及電路內部的(de)電容值(zhi)所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比，可以表示為功率耗散電容值。比如，HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF.在4MHz、5V電源下工作時，相當于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容，整個電源電流為2.2mA.陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容，相應地也需要更多的電流。相比之下，晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA.硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能，范圍可以從低頻（固定）器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器，如MAX7375,工作在4MHz時只需不到2mA的電流 在特定的應用場合優化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素：精度、成本、功耗以及環境需求。
根(gen)據(ju)晶(jing)振(zhen)的功能(neng)和實現技術(shu)的不(bu)同，可以(yi)將晶(jing)振(zhen)分為以(yi)下四類：
1） 恒溫晶體(ti)振蕩器（以下簡稱OCXO）
這(zhe)類型晶振對溫(wen)(wen)度(du)穩定性的(de)解決方案采用(yong)了恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)槽技術，將晶體(ti)置于恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)槽內，通過(guo)設(she)置恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)工作(zuo)點，使槽體(ti)保持恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)狀態，在一定范圍內不(bu)受(shou)外界溫(wen)(wen)度(du)影響(xiang)，達到穩定輸出頻率(lv)的(de)效(xiao)果。這(zhe)類晶振主要用(yong)于各種類型的(de)通信(xin)設(she)備，包括(kuo)交換機(ji)、SDH傳輸設備、移動通信直放機、GPS接收機、電臺、數字電視及軍工設備等領域。根據用戶需要，該類型晶振可以帶壓控引腳。OCXO的工作原理如下圖所示：
恒溫晶體振蕩(dang)器(qi)原理(li)框圖
OCXO的(de)主要優點是，由(you)于(yu)采用了恒溫(wen)(wen)槽技術，頻率溫(wen)(wen)度特性在(zai)所有(you)類型(xing)(xing)晶振(zhen)中是最(zui)好的(de)，由(you)于(yu)電路設計精密(mi)，其短(duan)穩和相位(wei)噪聲都較好。主要缺點是功耗大(da)、體積(ji)大(da)，需要5分鐘左右(you)的(de)加(jia)熱時間(jian)才能正常工作等(deng)。 此類晶振(zhen)的(de)典型(xing)(xing)指標如下：
2） 溫度補償(chang)晶(jing)體振(zhen)蕩器（以下(xia)簡稱TCXO）。
其對(dui)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)性的解決方案(an)采用了一些溫(wen)度(du)補償手(shou)段(duan)，主要原(yuan)理是通過感應(ying)環境溫(wen)度(du)，將溫(wen)度(du)信(xin)息做適當變換后控制晶振(zhen)的輸(shu)出頻率，達(da)到穩(wen)定(ding)輸(shu)出頻率的效果。傳統(tong)的TCXO是采用模擬器件進行補償，隨著補償技術的發展，很多數字化補償大TCXO開始出現，這種數字化補償的TCXO又叫DTCXO,用單片機進行補償時我們稱之為MCXO,由于采用了數字化技術，這一類型的晶振再溫度特性上達到了很高的精度，并且能夠適應更寬的工作溫度范圍，主要應用于軍工領域和使用環境惡劣的場合。其設計原理如下圖
MCXO數字(zi)溫補晶(jing)振原理框(kuang)圖
這類型晶(jing)振的典型的應用指標如(ru)下：
3） 普通晶(jing)(jing)體(ti)振蕩器（SPXO）。這是一種(zhong)簡單的(de)(de)晶(jing)(jing)體(ti)振蕩器，通常稱為鐘振，其工作原理為圖3中去除"壓控"、"溫度補(bu)償(chang)"和(he)"AGC"部分，完全是由(you)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)自由(you)振蕩完成(cheng)。這類晶(jing)(jing)振主要(yao)應用于穩定度要(yao)求不高的(de)(de)場合。
4） 壓控晶體振(zhen)(zhen)蕩器（VCXO）。這是(shi)根據晶振(zhen)(zhen)是(shi)否帶壓控功能來分類(lei)，帶壓控輸入引(yin)腳(jiao)的(de)一(yi)類(lei)晶振(zhen)(zhen)叫VCXO,以上三(san)種類(lei)型的(de)晶振(zhen)(zhen)都可(ke)以帶壓控端口(kou)。
上一條：中國離晶振強國只有一步之遙