時鐘振蕩器:古老而又復雜的一項技術
在過去的幾年里,我一直在參與無線電設計,所有這些都需要時鐘振蕩器。也許你已經知道了鎖相環(PLL)和不知道它的參考時鐘是如何產生的。或者,也許你已經讀過一本關于晶體振蕩器和質疑,如果你真的只需要只是一個晶體管和一些無源器件來創建一個。如果你有,跟隨本系列里我將討論在使用無線電頻率參考和一些實用的系統和設計考慮涉及。
頻率參考是一個無線電的一個重要部分。一個重要的功能是提供一個輸入時鐘到PLL允許無線電接收和發射在一個精確的頻率。滿足藍牙低功耗(BLE)標準規定的基準頻率精度為+/-50ppm(百萬分之一),Zigbee為+/-40ppm。此外,藍牙低功耗規范要求的初始傳輸的中心頻率精確到+/-75KHZ。如果發射機的頻率精度不夠,那么接收機就接不到數據了。40ppm意味著什么呢?想象一下用一天時間來數秒,最多只能有四秒的誤差,看起來非常精確,但實際上相對另外一些標準還差得很遠。比如對于GSM手機和基站之間的通信來說,相當于連續數數115天,但最多只能有一秒的誤差。
如何獲得這一精準的頻率呢?利用PLL鎖相環,這是一種反饋電路,其作用是使得電路上的時鐘和某一外部時鐘的相位同步。PLL通過比較外部信號的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實現同步的,在比較的過程中,鎖相環電路會不斷根據外部信號的相位來調整本地晶振的時鐘相位,直到兩個信號的相位同步。
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如上圖所示,CC2530評估模塊套件中紅色圓圈處。
第一個晶體振蕩器距離現在已將近百年時光,盡管已經是一個非常成熟的技術,但如何權衡仍然是值得思考的問題:比如您當前的設計標準是什么?您知道您的設計需要滿足什么樣的精度要求?等等。
http://e2e.ti.com/blogs_/b/connecting_wirelessly/archive/2013/11/06/frequency-references-101.aspx
頻率參考是一個無線電的一個重要部分。一個重要的功能是提供一個輸入時鐘到PLL允許無線電接收和發射在一個精確的頻率。滿足藍牙低功耗(BLE)標準規定的基準頻率精度為+/-50ppm(百萬分之一),Zigbee為+/-40ppm。此外,藍牙低功耗規范要求的初始傳輸的中心頻率精確到+/-75KHZ。如果發射機的頻率精度不夠,那么接收機就接不到數據了。40ppm意味著什么呢?想象一下用一天時間來數秒,最多只能有四秒的誤差,看起來非常精確,但實際上相對另外一些標準還差得很遠。比如對于GSM手機和基站之間的通信來說,相當于連續數數115天,但最多只能有一秒的誤差。
如何獲得這一精準的頻率呢?利用PLL鎖相環,這是一種反饋電路,其作用是使得電路上的時鐘和某一外部時鐘的相位同步。PLL通過比較外部信號的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實現同步的,在比較的過程中,鎖相環電路會不斷根據外部信號的相位來調整本地晶振的時鐘相位,直到兩個信號的相位同步。
如上圖所示,CC2530評估模塊套件中紅色圓圈處。
第一個晶體振蕩器距離現在已將近百年時光,盡管已經是一個非常成熟的技術,但如何權衡仍然是值得思考的問題:比如您當前的設計標準是什么?您知道您的設計需要滿足什么樣的精度要求?等等。
http://e2e.ti.com/blogs_/b/connecting_wirelessly/archive/2013/11/06/frequency-references-101.aspx
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