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現(xiàn)場可編程晶振在交付時擊敗時鐘

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2019-06-15 09:55:11【大中小】

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對于石英晶體振蕩器而言,“時間就是一切”的古老格言同樣適用.在無數(shù)的應(yīng)用中,這些主力組件或多或少地成為商品.而且,它們通常是要指定的設(shè)計的最后部分.因此,隨著產(chǎn)品開發(fā)周期縮小,其交付時間與其輸出信號的精確時序一樣重要.

不幸的是,晶體或時鐘振蕩器通常具有非常長的前置時間.根據(jù)振蕩器制造商CardinalComponents的銷售和營銷副總裁JamesMagos的說法,標(biāo)準(zhǔn)固定頻率產(chǎn)品的振蕩器傳輸范圍為4到22周,對于某些工廠可編程類型,振蕩器傳輸范圍為2到4周.現(xiàn)在,CardinalComponents試圖通過引入一個名為CP-2000的現(xiàn)場可編程振蕩器來完全消除等待.

使用制造商提供的工具,振蕩器可以在幾秒鐘內(nèi)完成可編程晶振.工廠,Cardinal的經(jīng)銷商或客戶可以執(zhí)行編程.

對于晶體振蕩器而言,“時間就是一切”的古老格言同樣適用.在無數(shù)的應(yīng)用中,這些主力組件或多或少地成為商品.而且,它們通常是要指定的設(shè)計的最后部分.因此,隨著產(chǎn)品開發(fā)周期縮小,其交付時間與其輸出信號的精確時序一樣重要.

使用制造商提供的工具,有源晶振可以在幾秒鐘內(nèi)完成編程.工廠,Cardinal的經(jīng)銷商或客戶可以執(zhí)行編程.

通過保留未編程單元(或“空白”)的庫存,設(shè)計人員將能夠根據(jù)原型配置立即配置振蕩器.或者,如果客戶需要預(yù)編程的樣品,他們可以期望從供應(yīng)商處立即交貨或從Cardinal的分銷商處24至48小時交貨.

該公司表示,生產(chǎn)量的預(yù)編程單位將在三到七天內(nèi)交付.空白立即可用.然后,客戶可以選擇在內(nèi)部對大批量進(jìn)行編程,考慮到可能在幾個小時內(nèi)配置1000個單元.由于振蕩器是兩次可編程的,如果設(shè)計要求發(fā)生變化,生產(chǎn)中的單元可以重新編程一次.

CP-2000產(chǎn)生1.0至133MHz范圍內(nèi)的頻率,同時提供與其他時鐘振蕩器相當(dāng)?shù)男阅?除了這些規(guī)格外,振蕩器還具有極低的抖動.雖然數(shù)據(jù)表規(guī)定輸出抖動小于100pspp,但該公司聲稱迄今為止制造的單位最大僅為58pspp.

該振蕩器采用第二代賽普拉斯半導(dǎo)體芯片CY2037構(gòu)建,該芯片是用于晶體振蕩器的EPROM可編程PLL.賽普拉斯PLL包含一個12位乘法器和一個10位分頻器,可根據(jù)編程到反饋(P)和參考(Q)計數(shù)器的值確定PLL輸出頻率的值.

PLL輸出頻率由以下公式確定:

其中FREF是晶體頻率.振蕩器的最終輸出是FPLL/分頻器,其中分頻器可以取2N的值,N=0到7.

調(diào)整芯片基本上是一個兩步過程.用于可編程晶振的軟件必須解決P,Q和分頻器的上述等式,該分頻器將振蕩器粗略調(diào)諧到所需輸出頻率的±150ppm范圍內(nèi).該公差代表石英晶振的拉伸范圍.一旦PLL將頻率置于該范圍內(nèi),就可以配置一組開關(guān)電容來微調(diào)振蕩器.

在確定調(diào)諧參數(shù)之后,將它們編程到芯片的EPROM中以及占空比和功率管理選擇.對于占空比級別,設(shè)計人員可以選擇TTL或CMOS.電源管理選項允許在省電模式或輸出使能模式下運行.可以將任一選擇編程為與振蕩器輸出同步或異步發(fā)生.

該公司提供獨立編程器(PG-2000P),包括鍵盤和LCD接口,價格低于1800美元.該裝置足夠小,可以作為便攜式裝置使用,并且可以通過通用交流輸入進(jìn)行操作.第二種選擇是基于PC的低成本編程器(PG-2000),它需要帶有HPIB接口的外部頻率計數(shù)器.該工具售價低于500美元,具有Windows兼容界面,可提示用戶.無論采用哪種設(shè)置,每個單元的編程時間都少于5秒.

編程很簡單,但有一點需要注意.如果所需的輸出與晶振頻率相關(guān)的是分?jǐn)?shù)倍(即有理分?jǐn)?shù),如1/1,2/1和3/2),那么程序員可能無法找到P和Q的值.將PLL置于振蕩器的微調(diào)范圍內(nèi).因此,在某些情況下,可能無法將特定單位調(diào)整到所需頻率,具體取決于該單位的容差.為了減少發(fā)生這種情況的可能性,公司選擇參考晶體的非標(biāo)準(zhǔn)頻率.因此,找到不能調(diào)諧到所需頻率的單元的機會小于1000中的1.該公司還計劃開發(fā)可編程電壓控制和溫補晶體振蕩器(VCXO和TCXO).

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