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          晶振頻率的分頻和倍頻

          發布時間:2022-02-17 閱讀次數:646

          "一個晶振只有一個固定的頻率, 可以通過分頻或者倍頻擴展出不同的頻率'


          1. 分頻 Divider: N分頻就是把頻率變為1/N。周期變為N倍。


          石英晶體加電后產生壓電反應,在固定頻率振動,產生出電壓按照固定周期變化的脈沖信號。高頻率信號通向分頻器frequency divider,轉換為低頻信號。


          2. 倍頻 Multiplier: N倍頻就是把頻率變為N倍。周期變為1/N倍。


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


          3. 鎖相環PLL電路

          鎖相環電路是閉環的反饋控制系統。PLL由以下幾部分組成:

          • Phase Comparator鑒相器/相位比較器:對輸入的基準信號和反饋回路的信號進行頻率比較。

          • Loop Filter回路濾波器:由分頻器實現,將VCO的輸出降低到和基準信號相同的級別頻率

          • VCO壓控振蕩器:根據輸入電壓,輸出對應頻率的周期信號

          • Feedback Loop反饋回路


          4. 通過PLL,如何把KOAN晶振4MHz的基準頻率倍頻到40MHz?

          假設VCO先產生一個大概35MHz的頻率,經過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電壓(誤差電壓)。在經過濾波后,得到VCO的控制電壓。鎖相環提高到38MHz。經過對比后,依然不足4M(>3.8MHz)。再不斷通過負反饋處理,最終得到穩定的精度的時鐘頻率。


          5. 如果同時需要50M和100M,系統時鐘選擇50M還是100M?

          采用100MHz晶振。因為分頻的時鐘比倍頻的時鐘質量好,穩定性高。分頻的電路比較簡單。相比之下,倍頻電路比較復雜,需要相位比較器,回路濾波器,壓控振蕩器,分頻器等。


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