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频率控制产品实用指南

2025-02-10 08:58:25 

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增加晶体和晶体振荡器的基础知识
当今的数字电路必须确保内部和外部的关键流程按计划进行。数字电路以极高的速度运行,需要特殊的组件,包括石英晶体和振荡器,以促进通信、流程的编排和同步以及信息存储。这些组件被称为频率控制产品。它们控制数字设备最基本任务的准确性和稳定性。您可以将频率控制产品视为电路的“心跳”:一个稳定、可靠的脉冲,确保任务按计划进行。

为什么晶体振荡器用于电子产品?
频率控制解决方案,也称为时序解决方案,是最常见的电子元件之一。它们也是最重要的之一。今天,所有数字电路都需要时钟来将它们从高电平切换到低电平或从开到关。处理器高速执行这些作,需要晶体或振荡器来启动它们。

对于保持“人类时间”的电子设备,例如电器上的时间显示,设计人员使用 kHz 晶体和石英晶体振荡器。在 1970 年代数字手表发明的刺激下,水晶是电子产品最常见的选择。如果将 32.768kHz 除以 2 15 倍,则得到 1hz。1hz 相当于 1 秒。振荡器还可以发射射频 (RF) 信号,这些信号经过倍增以满足移动电话频率要求,例如 2100 MHz。

常见的变频控制产品
时序解决方案制造商通常构建以下产品以用于现代应用。
1、晶体:这些是大多数处理器最常用的设备。它们有 kHz(手表晶体)和 MHz 版本。晶体需要在印刷电路板 (PCB) 上添加匹配的 Cap 才能使振荡器成环路。
2、晶体振荡器:晶体振荡器通常缩写为 XO,用于为处理器或其他数字电路提供时钟。有时工程师使用它们来简化设计,因为不需要匹配。
3、压控晶体振荡器:压控晶体振荡器用于需要可变频率的 RF 处理器或电路,例如专业 RF 设备。
4、温度补偿晶体振荡器:与 VCXO 一样,TCXO 用于手机或 GPS 等射频设备以稳定频率。这些产品可以改变其频率以抵御温度的影响。
5、恒温箱控制的晶体振荡器:OCXO 是用于为主控制器板提供时钟的较大设备,例如移动电话基站或电子测试设备。其内部加热器可调节温度以保持高性能。
6、MultiVolt 振荡器:这些器件适合许多振荡器插座,并覆盖广泛的电源电压范围。Multivolt 是现代 ASIC 驱动的振荡器,在性能和功能方面都有所改进。
7、可编程振荡器:ECSpressCON 等可编程设备是可配置的时钟振荡器。它们以 XO、VCXO 或 TCXO 的形式提供。这些产品用于不存在标准频率或需要更高频率的地方。
8、汽车级晶振:汽车电子委员会为汽车行业制定国际标准,以确保车辆中使用的产品高度可靠。这些产品通常是晶体、XO 或 TCXO。

关于 MEMS 振荡器的信息
微机电振荡器 (MEM) 经常被吹捧为晶体振荡器的竞争对手。然而,MEMS 的好处特别小众,在某些情况下,与大多数设计人员无关。与晶体振荡器相比,MEMS 在更长的时间内提供改进的性能,但这种性能差异发生在超出应用程序使用寿命的时间点。MEMS 振荡器也作为耐用的频率控制解决方案进行销售,但只有在极其恶劣和不常见的条件下,才需要其加固水平。

频率控制市场趋势
数字电子产品变得越来越小,越来越广泛,这可以理解地影响了哪些频率控制产品的需求。
1、最常见的变频调速产品:在全球范围内,最常见的晶体封装是 3.2 x 2.5 mm。
2、晶体尺寸: 32.768KHz 手表晶体也越来越小。六年前,最常见的尺寸是 8.0 x 3.8 mm。3.2 x 1.5 mm 的封装尺寸现在取代了它。
3、振荡器大小:在过去五年中,对小封装尺寸的需求导致了对小至 2.0 x 1.6 mm 的振荡器的需求。
4、更小外形尺寸的挑战:更小的封装意味着内部使用更小的晶体。这种尺寸的减小使这些组件在低温时更难启动。然而,晶体振荡器制造商已经创新了解决方案来切割这些组件的晶体。

探索这些频率控制资源
计时解决方案市场将继续发展,因为加速变化的规律使我们的技术呈指数级增长。

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