石英晶体振荡器4个电子频率控制方法

频率元件工程师如何使用电子频率控制来增强石英晶体振荡器的设计,想知道什么比晶体振荡器更好?康比电子结合电子频率控制(EFC)的晶体振荡器.当然,它实际上取决于您的具体应用以及您正在寻找的要求,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,哪种方法最适合您.

选择晶体振荡器的电子频率控制方法时,有4个选项可供选择.这4个选项是

1.脉冲宽度调制和低通滤波器

2.参考RF信号和锁相环(PLL)

3.分压

4.数模转换器(DAC)

在这篇文章中,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石英晶体振荡器设备的方法.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振之前平滑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,铷或优质有源晶振(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,并将信号转换为控制压控晶体振荡器的输出.

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,VCO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.您只需使用晶振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(Vin)

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)

令人震惊的是,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.