振荡器就是可以产生一定频率的交变电流信号的

作者: 仪器仪表  发布:2020-01-26

美高梅注册网址美高梅国际注册送38元,时钟振荡器是利用了晶体的压电效应制造的,当在晶片的两面上加交变电压时,晶片会反复的机械变形而产生振动,而这种机械振动又会反过来产生交变电压。 振荡器就是可以产生一定频率的交变电流信号的电路。是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。其构成的电路叫振荡电路。 简单地说就是一个频率源,一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”,其涵义就暗指交流,振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化,这样的装置就可以称为“振荡器”。 原理也很简单,它主要有由电容器和电感器组成的LC回路,通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路,LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器,很多应用石英晶体的石英晶体振荡器,还有用集成运放组成的LC振荡器。 由于器件不可能参数完全一致,因此在上电的瞬间两个三极管的状态就发生了变化,这个变化由于正反馈的作用越来越强烈,导致到达一个暂稳态。暂稳态期间另一个三极管经电容逐步充电后导通或者截止,状态发生翻转,到达另一个暂稳态。这样周而复始形成振荡。 那么,它和晶体振荡器有什么区别呢? 晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其它频率下的振幅大得多,产生共振,这种现象称为压电谐振。晶振产生振荡必须附加外部时钟电路,一般是一个放大反馈电路,只有一片晶振是不能实现震荡的。 于是就有了时钟振荡器,将外部时钟电路跟晶振放在同一个封装里面,一般都有4个引脚了,两条电源线为里面的时钟电路提供电源,又叫做有源晶振,时钟振荡器,或简称钟振。好多钟振一般还要做一些温度补偿电路在里面,让振荡频率能更加准确。 振荡器有很多种,根据不同的时钟需求会使用不同的振荡器。原始时钟信号一般会通过晶体振荡器产生。晶体振荡器的特点是根据晶体特性存在一个谐振频率,而且品质因子Q非常高。这能够产生一个噪声非常小、震荡频率非常精确的时钟信号。对于精度要求不那么高的时钟,也有使用LC振荡器生成的,不过很少见。 次级时钟信号可以通过将主时钟信号输入分频/倍频电路得到,比如锁相环。锁相环的核心是鉴相器和压控振荡器。鉴相器比较输入时钟信号和输出时钟信号的相位差别,并将相位信号转化为电压信号,然后这个电压信号通过压控振荡器变为输出时钟信号。由于反馈回路的存在,输入和输出时钟会保持一个固定的相位差,这意味着两者频率完全相同。通过在鉴相器输入端加入分频器,可以实现非整数倍倍频和分频电路。还有一类通过外部输入信号产生时钟的电路——CDR。因为外部输入的信号使用的是外部的时钟,和本地时钟存在同步问题,所以无法直接使用本地时钟采样。如果没有外部时钟输入,就必须从输入的信号中还原出外部时钟,这就是CDR电路。CDR的基础结构和锁相环挺相似的,但是在滤波和鉴相电路上做了修改以保证输出时钟的稳定性,具体就不展开了。 时钟振荡电路中精确地确定振荡频率,它与所属电路系统中的主芯片内部的振荡电路配合,共同组成“石英晶体谐振器”,产生主板上各个系统所必需的时钟信号。工作时,首先由主芯片内部的“多谐振荡器”产生一个频谱很宽的振荡,这个包含有多种“谐频”的振荡信号从主芯片输出后,直接加到晶体的两端,通过晶体的“精确选频”作用,确定一个所需要的时钟频率之后,再反馈回芯片内部去控制“多谐振荡器”的振荡频率。这样,整个时钟发生器就在晶体选定的频率上工作,产生一个频率稳定、幅度恒定的时钟脉冲,提供给主芯片内部的各个系统,使这些结构不同、功能各异的电路在“时钟”的控制下,按照统一的“节奏”、数据传输速率以及规定的“时序”相互配合、互相协调地工作,从而完成这个单元电路系统中的主芯片所担负的功能。 简单的说时钟电路就是一个振荡器,给单片机提供一个节拍,单片机执行各种操作必须在这个节拍的控制下才能进行。因此单片机没有时钟电路是不会正常工作的。时钟电路本身是不会控制什么东西,而是你通过程序让单片机根据时钟来做相应的工作。 几乎所有的数字系统在处理信号都是按节拍一步一步地进行的,系统各部分也是按节拍做的,要使电路的各部分统一节拍就需要一个“时钟信号”,产生这个时钟信号的电路就是时钟电路。 时钟电路的核心是个比较稳定的振荡器,振荡器产生的是正弦波,频率不一定是电路工作的时钟频率,所以要把这正弦波进行分频,处理,形成时钟脉冲,然后分配到需要的地方。让系统里各部分工作时使用。

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