如何使用电子频率控制来增强晶体振荡器设计

如何选择一款石英晶振,晶体振荡器产品成了设计工程头痛的问题,那么哪种晶振晶体适用取决于产品需求.有的人会说结合电子频率控制(EFC)的石英晶体振荡器就挺不错,当然这些还得提供产品需求分析,以确定EFC是否是您的晶体振荡器电路设计的良好补充,如果是,哪种方法会更适合.

统一电子根据客户选择晶体振荡器的电子频率控制方法推荐有4种选项可选择,包括：脉冲宽度调制和低通滤波器,参考RF信号和锁相环(PLL),分压,数模转换器(DAC),下面跟随统一电子让我们仔细看看每个选项,并比较它们之间的利弊.

选项A：脉冲宽度调制和低通滤波器

脉冲宽度调制是一种使用数字输出控制模拟设备的方法.可以改变信号以确定信号以模拟形式“高”多长时间.虽然PWM在给定时间内只能为高(通常为5V)或低(接地),但您可以在一致的时间间隔内调整高时间与低时间的数量.这将允许您实现发射的平均工作电压.

如果脉冲在50％的时间内被驱动为高电平,我们将其称为占空比为50％.术语占空比在电子设备的其他地方使用,但在每种情况下,占空比都是高与低的比较.

脉冲宽度调制可用于许多应用,包括复杂的控制电路.它们的主要用途是控制直流电机,但它也可用于控制阀门,泵,液压系统和其他机械部件.

此外,低通滤波器通常用于在前往石英晶体振荡器之前平滑PWM输出.低通滤波器会将PWM输出转换为与PWM波形百分比对应的电压.

选项B：参考RF信号和相位锁定环(PLL)

参考RF信号是任何外部参考频率.这通常包括铯,铷或优质石英晶体振荡器(AKA主参考振荡器).然后将参考RF信号发送到相位锁定环(PLL).PLL由3个组件组成：相位检测器(PD)、低通滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)

尽管相位检测器是常用术语,但它实际上是一个相位差检测器.PD接受两个周期性输入信号,并产生一个输出信号,表示两者之间的相位差.然后将该输出传送到低通滤波器.我们已经在讨论上面的LPF,所以没有必要在这里再次解释它.虽然值得一提的是PD的输出并不是与相位差成正比的直接模拟信号.LPF有助于消除不必要的高频,并将信号转换为VCXO控制压控振荡器的输出.

接下来是压控振荡器.它是一个由电压控制的振荡器.更具体地说,振荡器的输出频率由电压精确控制.因此,VCXO晶振是一种可变频率振荡器,它允许外部电压影响其振荡频率.在这种PLL的情况下,外部电压来自相位检测器和低通滤波器.

选项C：分压器

分压器是一种简单的电路,可将较大的电压转换为较小的电压.您只需使用两个串联电阻和一个输入电压即可创建输出电压,该电压仅为输入的一小部分.分压器被认为是最基本的电子电路之一.您可以使用分压器方程牛逼?确定分压器的输出.对于这个等式,你需要知道：1.输入电压(V_in)2.两个谐振器值(R₁和R₂)

作为最基本的电路之一,分压器用于看似无穷无尽的应用.一些常见的包括电位计,传感器和电平移位器.虽然分压器的应用几乎无穷无尽,但它们不应该用作负载的电源.

选项D：数模转换器(DAC)

令人意想不到的是,数模转换器(DAC)将数字信号转换为模拟信号…所以它是一个变频器……无论如何,有许多DAC架构适用于不同的应用.这些设计由分辨率和最大采样频率等指标决定.数模转换会降低信号质量,因此应指定DAC在应用方面具有非常小的误差.

由于复杂性和对精确匹配组件的需求,最专业的DAC被实现为集成电路(IC).离散DAC通常是极其高速的低分辨率耗电类型,如军用雷达系统中所使用的那样.超高速测试设备,尤其是采样示波器,也可以使用分立DAC.