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頻率元件工程師如何使用電子頻率控制來(lái)增強(qiáng)石英晶體振蕩器的設(shè)計(jì),想知道什么比晶體振蕩器更好?康比電子結(jié)合電子頻率控制(EFC)的晶體振蕩器.當(dāng)然,它實(shí)際上取決于您的具體應(yīng)用以及您正在尋找的要求,以確定EFC是否是您的晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)的良好補(bǔ)充,如果是,哪種方法最適合您.
選擇晶體振蕩器的電子頻率控制方法時(shí),有4個(gè)選項(xiàng)可供選擇.這4個(gè)選項(xiàng)是
1.脈沖寬度調(diào)制和低通濾波器
2.參考RF信號(hào)和鎖相環(huán)(PLL)
3.分壓
4.數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)
在這篇文章中,讓我們仔細(xì)看看每個(gè)選項(xiàng),并比較它們之間的利弊.
選項(xiàng)A:脈沖寬度調(diào)制和低通濾波器
脈沖寬度調(diào)制是一種使用數(shù)字輸出控制模擬石英晶體振蕩器設(shè)備的方法.可以改變信號(hào)以確定信號(hào)以模擬形式"高"多長(zhǎng)時(shí)間.雖然PWM在給定時(shí)間內(nèi)只能為高(通常為5V)或低(接地),但您可以在一致的時(shí)間間隔內(nèi)調(diào)整高時(shí)間與低時(shí)間的數(shù)量.這將允許您實(shí)現(xiàn)發(fā)射的平均工作電壓.
如果脈沖在50％的時(shí)間內(nèi)被驅(qū)動(dòng)為高電平,我們將其稱為占空比為50％.術(shù)語(yǔ)占空比在電子設(shè)備的其他地方使用,但在每種情況下,占空比都是高與低的比較.
脈沖寬度調(diào)制可用于許多應(yīng)用,包括復(fù)雜的控制電路.它們的主要用途是控制直流電機(jī),但它也可用于控制閥門,泵,液壓系統(tǒng)和其他機(jī)械部件.
此外,低通濾波器通常用于在前往石英晶振之前平滑PWM輸出.低通濾波器會(huì)將PWM輸出轉(zhuǎn)換為與PWM波形百分比對(duì)應(yīng)的電壓.
選項(xiàng)B:參考RF信號(hào)和相位鎖定環(huán)(PLL)
參考RF信號(hào)是任何外部參考頻率.這通常包括銫,銣或優(yōu)質(zhì)有源晶振(AKA主參考振蕩器).
然后將參考RF信號(hào)發(fā)送到相位鎖定環(huán)(PLL).PLL由3個(gè)組件組成
相位檢測(cè)器(PD)
低通濾波器(LPF)
壓控振蕩器(VCO)
盡管相位檢測(cè)器是常用術(shù)語(yǔ),但它實(shí)際上是一個(gè)相位差檢測(cè)器.PD接受兩個(gè)周期性輸入信號(hào),并產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào),表示兩者之間的相位差.
然后將該輸出傳送到低通濾波器.我們已經(jīng)在討論上面的LPF,所以沒(méi)有必要在這里再次解釋它.雖然值得一提的是PD的輸出并不是與相位差成正比的直接模擬信號(hào).LPF有助于消除不必要的高頻,并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制壓控晶體振蕩器的輸出.
接下來(lái)是壓控振蕩器.它是一個(gè)由電壓控制的振蕩器.更具體地說(shuō),振蕩器的輸出頻率由電壓精確控制.因此,VCO是一種可變頻率振蕩器,它允許外部電壓影響其振蕩頻率.在這種PLL的情況下,外部電壓來(lái)自相位檢測(cè)器和低通濾波器.
選項(xiàng)C:分壓器
分壓器是一種簡(jiǎn)單的電路,可將較大的電壓轉(zhuǎn)換為較小的電壓.您只需使用晶振兩個(gè)串聯(lián)電阻和一個(gè)輸入電壓即可創(chuàng)建輸出電壓,該電壓僅為輸入的一小部分.分壓器被認(rèn)為是最基本的電子電路之一.
您可以使用分壓器方程牛逼?確定分壓器的輸出.對(duì)于這個(gè)等式,你需要知道
1.輸入電壓(Vin)
2.兩個(gè)諧振器值(R1和R2)
作為最基本的電路之一,分壓器用于看似無(wú)窮無(wú)盡的應(yīng)用.一些常見(jiàn)的包括電位計(jì),傳感器和電平移位器.
雖然分壓器的應(yīng)用幾乎無(wú)窮無(wú)盡,但它們不應(yīng)該用作負(fù)載的電源.
選項(xiàng)D:數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)
令人震驚的是,數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)...所以它是一個(gè)變頻器......
無(wú)論如何,有許多DAC架構(gòu)適用于不同的應(yīng)用.這些設(shè)計(jì)由分辨率和最大采樣頻率等指標(biāo)決定.
數(shù)模轉(zhuǎn)換會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量,因此應(yīng)指定DAC在應(yīng)用方面具有非常小的誤差.
由于復(fù)雜性和對(duì)精確匹配組件的需求,最專業(yè)的DAC被實(shí)現(xiàn)為集成電路(IC).離散DAC通常是極其高速的低分辨率耗電類型,如軍用雷達(dá)系統(tǒng)中所使用的那樣.超高速測(cè)試設(shè)備,尤其是采樣示波器,也可以使用分立DAC.
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