音频设备和石英晶体振荡器之间的关系

声音基本上由模拟信号组成,其处理与衰减,噪声和恶化问题相关.通过将原始声音传递通过模数转换器(ADC)来解决这些问题,并且所得到的数据可以作为数字声音分布在CD上或通过网络分发.然后,这些数据使用最终用户的数字音频设备中的数模转换器(DAC)进行处理,并作为模拟声音输出.

在模拟信号的数字化中,采样(*1)以特定频率执行.要以尽可能高的保真度再现声音,需要更高的采样频率(*2)和比特率(*3).今天的高分辨率声源的特点是采样频率和比特率优于用于CD的采样频率和比特率,实现真正的高保真音频再现的数字化.

数字声源	采样频率	比特率
CD声源	44.1	16位
高分辨率。声源	96kHz的	24位
	192kHz的	24位
	384kHz	24位

相位噪声和抖动

高分辨率声源的忠实再现需要精确的数字信号处理和模拟声音输出,同时减少数字音频设备中声源的劣化.该转换精度取决于所使用的音频设备的时钟频率的噪声特性(即,目标频率之外的频率分量).

具有零噪声的电路的时钟频谱具有直线的形式(图1,右).然而,实际频谱由噪声调制,其特征在于附近的额外频率分量(图2,右)称为相位噪声.

时钟频率的相位噪声会影响DAC并使时间间隔不规则.这种现象称为抖动(见下图).

准确的低噪声时钟源是必要的

在数字音频设备中,主时钟的相位噪声由于抖动而影响DAC,从而阻碍高保真音频再现.为了提高声音再现性,需要用于具有优异相位噪声特性(即低抖动)的主时钟的晶体振荡器.

相位噪声表示为在晶体振荡器的原始频率之外测量的频率分量电平,并且基于原始频率的分量电平.偏移频率偏离原始频率,通常在1Hz-1MHz范围内测量.

频率稳定性(频率在延长的时间段内不会改变的特性)通常被视为晶体振荡器的重要特性.但是,音频设备需要短期而非长期稳定性.在这样的背景下,频率稳定性约为±30-±100ppm的SPXO(*4)通常用于主时钟.高端音频系统可能具有OCXO(*5),而不是更高质量的声音.

图片			NZ2520SD
晶体振荡器的类型		OCXO （烤箱控制晶体振荡器）	SPXO （简单封装晶体振荡器）
包装尺寸		47.2×47.0×28.5毫米	2.5×2.0×0.9毫米
型号名称		NH47M47LA	NZ2520SD
标称频率		45.1584MHz，49.152MHz	11.2896MHz，12.288MHz， 22.5792MHz，24.576MHz， 45.1584MHz，49.152MHz
电源电压	[VCC]	DC + 5V±5％	DC + 3.3V±10％
	[V烤箱]	DC + 5V±5％	---
目前的消费	[我CC]	最大。60毫安	最大。6.0mA（待机时最大10μA）
	[我烤箱]	最大。740 mA（开始时）	---
		最大。210 mA（稳定时+ 25°C）	---
工作温度范围		0至+ 50°C	-10至+ 70°C
频率容差		最大。±5×10-6	最大。±30×10-6 （总频率容差）
产量		HCMOS /双极驱动器/正弦波（可选）	CMOS
目录

用于数字音频设备的低相位噪声晶体振荡器

NDK为主时钟批量生产具有低相位噪声的晶体振荡器,可实现忠实的声音再现.该公司的NZ2520SDSPXO(一种具有低相位噪声的小型表面安装振荡器)被音频设备制造商和发烧友广泛使用.

在2015年,NDK还开发了DuCULoN®(双晶超低噪音OCXO),这是一个世界领先地位(内部数据,2015年6月),在市场上具有低相位噪声特性的音频设备晶体振荡器.

以下是用于音频设备的NDK晶体振荡器中的相位噪声示例：