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音頻設(shè)備和石英晶體振蕩器之間的關(guān)系

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2019-04-27 09:12:29【大中小】

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音頻設(shè)備在當(dāng)前的社會(huì)上比較普遍的一款電子產(chǎn)品,其包括的產(chǎn)品類型也很多,一般可以分為以下幾種:功放機(jī),音箱,多媒體控制臺(tái),數(shù)字調(diào)音臺(tái),音頻采樣卡,合成器,中高頻音箱,話筒,PC中的聲卡,耳機(jī)等,其他周邊音頻設(shè)備:專業(yè)話筒系列,耳機(jī),收擴(kuò)音系統(tǒng)等.都是生活中比較常使用到.

聲音基本上由模擬信號(hào)組成,其處理與衰減,噪聲和惡化石英晶體振蕩器問題相關(guān).通過將原始聲音傳遞通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來解決這些問題,并且所得到的數(shù)據(jù)可以作為數(shù)字聲音分布在CD上或通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā).然后,這些數(shù)據(jù)使用最終用戶的數(shù)字音頻設(shè)備中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)進(jìn)行處理,并作為模擬聲音輸出.

在模擬信號(hào)的數(shù)字化中,采樣(*1)以特定頻率執(zhí)行.要以盡可能高的保真度再現(xiàn)聲音,需要更高的采樣頻率(*2)和比特率(*3).今天的高分辨率聲源的特點(diǎn)是采樣頻率和比特率優(yōu)于用于CD的采樣頻率和比特率,實(shí)現(xiàn)真正的高保真音頻再現(xiàn)的數(shù)字化.

數(shù)字聲源	采樣頻率	比特率
CD聲源	44.1	16位
高分辨率。聲源	96kHz的	24位
	192kHz的	24位
	384kHz	24位

相位噪聲和抖動(dòng)

高分辨率聲源的忠實(shí)再現(xiàn)需要精確的數(shù)字信號(hào)處理和模擬聲音輸出,同時(shí)減少數(shù)字音頻設(shè)備中聲源的劣化.該轉(zhuǎn)換精度取決于所使用的音頻設(shè)備的時(shí)鐘頻率的噪聲特性(即,目標(biāo)頻率之外的頻率分量).

具有零噪聲的電路的時(shí)鐘頻譜具有直線的形式(圖1).然而,實(shí)際頻譜由噪聲調(diào)制,其特征在于附近的額外頻率分量(圖2,右)稱為相位噪聲.

時(shí)鐘頻率的相位噪聲會(huì)影響DAC并使時(shí)間間隔不規(guī)則.這種現(xiàn)象稱為抖動(dòng)(見下圖).

音頻設(shè)備和石英晶體振蕩器之間的關(guān)系

準(zhǔn)確的低噪聲時(shí)鐘源是必要的

在數(shù)字音頻設(shè)備中,主時(shí)鐘的相位噪聲由于抖動(dòng)而影響DAC,從而阻礙高保真音頻再現(xiàn).為了提高聲音再現(xiàn)性,需要用于具有優(yōu)異相位噪聲特性(即低抖動(dòng))的主時(shí)鐘晶體振蕩器.

相位噪聲表示為在晶體振蕩器的原始頻率之外測(cè)量的頻率分量電平,并且基于原始頻率的分量電平.偏移頻率偏離原始頻率,通常在1Hz-1MHz范圍內(nèi)測(cè)量.

以下是用于音頻設(shè)備的石英晶體振蕩器中的相位噪聲示例：

頻率穩(wěn)定性(頻率在延長的時(shí)間段內(nèi)不會(huì)改變的特性)通常被視為石英晶體振蕩器的重要特性.但是,音頻設(shè)備需要短期而非長期穩(wěn)定性.在這樣的背景下,頻率穩(wěn)定性約為±30-±100ppm的SPXO(*4)通常用于主時(shí)鐘.高端音頻系統(tǒng)可能具有OCXO晶振(*5),而不是更高質(zhì)量的聲音.

圖片			NZ2520SD
晶體振蕩器的類型		OCXO （烤箱控制晶體振蕩器）	SPXO （簡(jiǎn)單封裝晶體振蕩器）
包裝尺寸		47.2×47.0×28.5毫米	2.5×2.0×0.9毫米
型號(hào)名稱		NH47M47LA	NZ2520SD
標(biāo)稱頻率		45.1584MHz，49.152MHz	11.2896MHz，12.288MHz， 22.5792MHz，24.576MHz， 45.1584MHz，49.152MHz
電源電壓	[V CC ]	DC + 5V±5％	DC + 3.3V±10％
電源電壓	[V 烤箱 ]	DC + 5V±5％	---
目前的消費(fèi)	[我CC ]	最大。60毫安	最大。6.0mA（待機(jī)時(shí)最大10μA）
	[我烤箱 ]	最大。740 mA（開始時(shí)）	---
	[我烤箱 ]	最大。210 mA（穩(wěn)定時(shí)+ 25°C）	---
工作溫度范圍		0至+ 50°C	-10至+ 70°C
頻率容差		最大。±5×10 -6	最大。±30×10 -6 （總頻率容差）
產(chǎn)量		HCMOS /雙極驅(qū)動(dòng)器/正弦波（可選）	CMOS
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