性价比极高用于取代高频无源及有源晶振的时钟芯片

2013-4-18 15:58:58 4843 高频时钟晶振

0 本帖最后由 cabear 于 2013-4-20 10:04 编辑众所周知, 每个数码系统之所以正常准确工作的基础是其心脏 – 时钟序列的无误. 而用来产生时钟信号的资源有许多种: 系统主芯片输出时钟信号, 以MCU微处理器来产生时钟, 以成本较低的晶振来产生时钟信号, 但是还是有很多人不知道或不了解我们还有另外一个选择:用一个集成电路PPL(锁相环)时钟芯片.即使有人用过类似的时钟芯片, 但是却不知道我们现在已经有了性价比较高的LW系列芯片! 就这几种情形我们来做个讨论： 1. 有人认为既然可以用主芯片产生时钟，那就没必要麻烦了。但是如果系统中的多个子系统要求不同频率的时钟时就出现资源不足的情况了。况且主芯片的资源也是比较宝贵的，应该用于重要的目标。 2. 有人很快会说可以用MCU来产生时钟信号，但是我们也都知道MCU内部的时钟信号因为节省资源的缘故一般都是比较简单和频率较低的振荡器。即使加了外围晶振，也只是用来控制其IO或其他硬件，无法给系统中其他子系统提供精确度较高的时钟。更不要说其频率因为芯片设计资源考虑一般都小于100Mhz。因为这些时钟的精确度一般都是比较粗糙的。 3. 还有就是大家常用的就是晶振了。晶振分为无源晶体与有源晶振。无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法：　　A、无源晶体——无源晶体需要用系统内的振荡器，在datasheet上一般有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可比较适用，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶振其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。无源晶振的工作频率一般都比较小（<100MHz）　　B、有源晶振——有源晶振不需要使用系统的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。对于时序要求敏感的应用，个人认为还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。有些系统内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如ti的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大，但现在许多有源晶振是表贴的，体积和晶体相当，有的甚至比许多晶体还要小。无论是使用有源晶振或是无源晶振，基本上低价位的都存在稳定性差，频率范围低或者体积较大的问题，而要求高些的晶振则价格十几元到工业级的几百元一只。即使这种晶振精确性高些，与PLL时钟芯片相比精确性就相差的不是一两个数量级的问题了。晶振常用的PPM（一般）20PPM）参数在时钟芯片几乎是零，而时钟芯片的频率抖动晶振大到根本无法定义。 4. 而对于高频（>100Mhz）的频率信号，晶振之后只好用另外一个PLL倍频器去实现了，如此一来实际的时钟源的成本又加上去了。如果采用时钟芯片则这些问题都得到解决了，并且在保证精度的同时也大大减少了成本。 5. 在一般的需要多个时钟系统中还有一个潜在的问题，那就是各个子系统的时钟采用现在常用的晶振时，互相没有位相关系，是各自独立的，不同步的。并且因为体积的关系，在给时钟线路布线时走线要极可能考虑到干扰的问题。而多频输出的LW2280/LW2360/LW2362时钟芯片则可以不仅同时提供多个频率，也同时保证了各时钟信号的同步以及走线问题。 6. 目前DSP已广泛应用于工业控制、音视频处理、通信等各个领域，并且随着集成电路技术的发展，DSP芯片的速度越来越快，功能越来越强大。如TI公司最新推出的TMS320C6416T因采用了90nm技术，主频已达到1GHz。由于DSP的主频高，电路设计时都会遇到DSP电源和时钟的处理等问题,而这些最基本问题的妥善解决是设计一种性能优良的DSP应用系统的前提条件。为降低时钟的高频噪声干扰，提高系统整体的性能，设计时通常使用频率较低的外部参考时钟源。为此须采用可编程时钟芯片电路例如LW501/LW511，因它可以在在线的情况下，通过编程对系统的工作时钟进行控制，以保证在较低的外部时钟源时，通过其内部集成的PLL锁相环的倍频，获得所希望的工作频率。同时通过在DSP内部对时钟进行编程控制，也能较好地满足不同应用的要求。例如对于自动化仪表、便携式仪器以及家电等应用场合，往往希望有较低能耗，这时可通过编程，使DSP工作在较低频率，甚至可以设定为固定分频模式，并关断内部的锁相环相关电路，使其功耗最小。而对于数字信号处理以及实时系统，通常需要DSP工作在高速状态，这时则可通过编程，使系统在完成引导之后，进入到锁相倍频模式来提高系统的工作频率。有时即使在同一应用中，为了需要也可以通过编程, 使系统在不同的阶段工作在不同的频率，而可编程LW501/LW511就可以实现这个目的。 7. 时钟芯片电路LW系列其电路较简单，一般由时钟芯片、晶体和两个外部电容构成。有多个时钟输出，可产生特殊频率值，适于多个时钟源的系统，驱动能力强，频宽最高可达200MHz。而可编程时钟芯片电路LW501/LW511则可以使系统在不同的阶段工作在不同的频率。例如对于自动化仪表、便携式仪器以及家电等应用场合，往往希望有较低能耗，这时可通过编程，使DSP工作在较低频率，甚至可以设定为固定分频模式，并关断内部的锁相环相关电路，使其功耗最小。而对于数字信号处理以及实时系统，通常需要DSP工作在高速状态，这时则可通过编程，使系统在完成引导之后，进入到锁相倍频模式来提高系统的工作频率。有时即使在同一应用中，为了需要也可以通过编程, 使系统在不同的阶段工作在不同的频率。总之在功耗要求较低, 时钟准确性要求较高的应用场合如无线基站，测试与测量，以及网络与通讯等，大于100Mhz的高频领域，系统中有多个子系统需要时钟的领域最好采用性价比比较高的低抖动的LW系列时钟芯片，而不适宜采用稳定性差的晶振或尺寸较大，价格非常昂贵的OCXO/VCXO/TCXO（恒温晶振/压控晶振/温度补偿晶振）。联系邮箱: zengergu@longwaysemi.com QQ: 1037038178 0
2013-4-18 15:58:58　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 无源晶振和有源晶振的原理？ 2999 • 有源晶振与无源晶振 0 • 有源晶振和无源晶振 17 • 有源晶振与无源晶振 58 • 有源晶振与无源晶振 6574 • 有源晶振跟无源晶振(有源晶体和无源晶体怎么区分) 641 • 怎么区分有源晶振和无源晶振 2712 • 有源晶振和无源晶振的区别 1937 • 有源晶振和无源晶振的区别 4901 • 有源晶振和无源晶振的区别 363 2 个讨论