時(shí)鐘振蕩器:古老而又復(fù)雜的一項(xiàng)技術(shù)
在過去的幾年里,我一直在參與無線電設(shè)計(jì),所有這些都需要時(shí)鐘振蕩器。也許你已經(jīng)知道了鎖相環(huán)(PLL)和不知道它的參考時(shí)鐘是如何產(chǎn)生的?;蛘?,也許你已經(jīng)讀過一本關(guān)于晶體振蕩器和質(zhì)疑,如果你真的只需要只是一個(gè)晶體管和一些無源器件來創(chuàng)建一個(gè)。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(shí)用的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)考慮涉及。
頻率參考是一個(gè)無線電的一個(gè)重要部分。一個(gè)重要的功能是提供一個(gè)輸入時(shí)鐘到PLL允許無線電接收和發(fā)射在一個(gè)精確的頻率。滿足藍(lán)牙低功耗(BLE)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)頻率精度為+/-50ppm(百萬分之一),Zigbee為+/-40ppm。此外,藍(lán)牙低功耗規(guī)范要求的初始傳輸?shù)闹行念l率精確到+/-75KHZ。如果發(fā)射機(jī)的頻率精度不夠,那么接收機(jī)就接不到數(shù)據(jù)了。40ppm意味著什么呢?想象一下用一天時(shí)間來數(shù)秒,最多只能有四秒的誤差,看起來非常精確,但實(shí)際上相對另外一些標(biāo)準(zhǔn)還差得很遠(yuǎn)。比如對于GSM手機(jī)和基站之間的通信來說,相當(dāng)于連續(xù)數(shù)數(shù)115天,但最多只能有一秒的誤差。
如何獲得這一精準(zhǔn)的頻率呢?利用PLL鎖相環(huán),這是一種反饋電路,其作用是使得電路上的時(shí)鐘和某一外部時(shí)鐘的相位同步。PLL通過比較外部信號(hào)的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實(shí)現(xiàn)同步的,在比較的過程中,鎖相環(huán)電路會(huì)不斷根據(jù)外部信號(hào)的相位來調(diào)整本地晶振的時(shí)鐘相位,直到兩個(gè)信號(hào)的相位同步。
如上圖所示,CC2530評(píng)估模塊套件中紅色圓圈處。
第一個(gè)晶體振蕩器距離現(xiàn)在已將近百年時(shí)光,盡管已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的技術(shù),但如何權(quán)衡仍然是值得思考的問題:比如您當(dāng)前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么?您知道您的設(shè)計(jì)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(gè)無線電的一個(gè)重要部分。一個(gè)重要的功能是提供一個(gè)輸入時(shí)鐘到PLL允許無線電接收和發(fā)射在一個(gè)精確的頻率。滿足藍(lán)牙低功耗(BLE)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基準(zhǔn)頻率精度為+/-50ppm(百萬分之一),Zigbee為+/-40ppm。此外,藍(lán)牙低功耗規(guī)范要求的初始傳輸?shù)闹行念l率精確到+/-75KHZ。如果發(fā)射機(jī)的頻率精度不夠,那么接收機(jī)就接不到數(shù)據(jù)了。40ppm意味著什么呢?想象一下用一天時(shí)間來數(shù)秒,最多只能有四秒的誤差,看起來非常精確,但實(shí)際上相對另外一些標(biāo)準(zhǔn)還差得很遠(yuǎn)。比如對于GSM手機(jī)和基站之間的通信來說,相當(dāng)于連續(xù)數(shù)數(shù)115天,但最多只能有一秒的誤差。
如何獲得這一精準(zhǔn)的頻率呢?利用PLL鎖相環(huán),這是一種反饋電路,其作用是使得電路上的時(shí)鐘和某一外部時(shí)鐘的相位同步。PLL通過比較外部信號(hào)的相位和由壓控晶振(VCXO)的相位來實(shí)現(xiàn)同步的,在比較的過程中,鎖相環(huán)電路會(huì)不斷根據(jù)外部信號(hào)的相位來調(diào)整本地晶振的時(shí)鐘相位,直到兩個(gè)信號(hào)的相位同步。
如上圖所示,CC2530評(píng)估模塊套件中紅色圓圈處。
第一個(gè)晶體振蕩器距離現(xiàn)在已將近百年時(shí)光,盡管已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的技術(shù),但如何權(quán)衡仍然是值得思考的問題:比如您當(dāng)前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是什么?您知道您的設(shè)計(jì)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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