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晶振頻率的分頻和倍頻

發(fā)布時(shí)間：2022-02-17 閱讀次數(shù)：1186次

"一個(gè)晶振只有一個(gè)固定的頻率, 可以通過分頻或者倍頻擴(kuò)展出不同的頻率'


1. 分頻 Divider: N分頻就是把頻率變?yōu)?/N

。周期變?yōu)镹倍。


石英晶體加電后產(chǎn)生壓電反應(yīng)

，在固定頻率振動(dòng)，產(chǎn)生出電壓按照固定周期變化的脈沖信號(hào)
。高頻率信號(hào)通向分頻器frequency divider
，轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào)。


2. 倍頻 Multiplier: N倍頻就是把頻率變?yōu)镹倍

。周期變?yōu)?/N倍。


在現(xiàn)代通信中

，人們需要更高更穩(wěn)定的輸出頻率
。盡管LC振蕩器可以工作到較高的頻率，但是穩(wěn)定度不高
，而晶體振蕩器有較高的穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度，只是基頻較低
。在現(xiàn)代無線通信中
，頻率合成技術(shù)(例如鎖相技術(shù)PLL)可以從低頻的晶體振蕩器中獲得高穩(wěn)定的高頻信號(hào)
。


3. 鎖相環(huán)PLL電路

鎖相環(huán)電路是閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)

。PLL由以下幾部分組成：

  • Phase Comparator鑒相器/相位比較器：對(duì)輸入的基準(zhǔn)信號(hào)和反饋回路的信號(hào)進(jìn)行頻率比較

    。

  • Loop Filter回路濾波器：由分頻器實(shí)現(xiàn)

    ，將VCO的輸出降低到和基準(zhǔn)信號(hào)相同的級(jí)別頻率

  • VCO壓控振蕩器：根據(jù)輸入電壓

    ，輸出對(duì)應(yīng)頻率的周期信號(hào)

  • Feedback Loop反饋回路


4. 通過PLL,如何把KOAN晶振4MHz的基準(zhǔn)頻率倍頻到40MHz

？

假設(shè)VCO先產(chǎn)生一個(gè)大概35MHz的頻率，經(jīng)過10倍分頻后得到3.5MHz

。VCO的輸出通過反饋回路輸入到相位比較器
。比較得知3.5MHz小于4MHz
，相位比較器輸出一個(gè)電壓（誤差電壓）
。在經(jīng)過濾波后，得到VCO的控制電壓
。鎖相環(huán)提高到38MHz。經(jīng)過對(duì)比后
，依然不足4M(>3.8MHz)。再不斷通過負(fù)反饋處理
，最終得到穩(wěn)定的精度的時(shí)鐘頻率
。


5. 如果同時(shí)需要50M和100M

，系統(tǒng)時(shí)鐘選擇50M還是100M?

采用100MHz晶振

。因?yàn)榉诸l的時(shí)鐘比倍頻的時(shí)鐘質(zhì)量好，穩(wěn)定性高
。分頻的電路比較簡(jiǎn)單。相比之下
，倍頻電路比較復(fù)雜
，需要相位比較器
，回路濾波器
，壓控振蕩器
，分頻器等。