Prensip Design ak Konsiderasyon Seleksyon pou Fraksyon frekans nan osilateur Crystal
Nan konsepsyon sistèm revèy pyès ki nan konpitè, enjenyè yo souvan rankontre yon klas frekans osilator kristal ki sanble "iregilye", tankou 11.0592 MHz, 3.579545 MHz, ak 19.6608 MHz. Yo pa chwazi frekans sa yo ak konpozan desimal abitrèman, men se rezilta inevitab nan konsiderasyon konsepsyon ki baze sou pwotokòl kominikasyon, kontrent divizyon frekans-, ak kondisyon ranvèse nivo sistèm-. Kòmanse nan prensip fondamantal yo, atik sa a analize lojik ki dèyè jenerasyon frekans fraksyon epi li bay metòd tès depistaj pratik pou seleksyon eleman yo.
- Nwayo Design Lojik nan Pwen Frekans fraksyon
Kòm sous sistèm revèy la, seleksyon frekans osilateur kristal la toujou pwepare pou satisfè egzijans distribisyon egzak nan sikui dijital en (tankou PLL, divizyon, ak kominikasyon seri). Aparisyon pwen frekans fraksyon prensipalman soti nan kat kalite kontrent konsepsyon sa yo:
1.Adapte ak UART Integer Division pou asire erè -Gratis pousantaj baud seri
Se vitès baud seri a sòti nan revèy sistèm nan atravè divizyon nonb antye relatif, dapre fòmil sa a: Vis baud=Frekans revèy / Faktè divizyon
Pou byen jenere vitès baud estanda (tankou 9600, 19200, oswa 115200 bps), frekans revèy la dwe divizib pa divizè a san yon rès. Lè w pran 1.8432 MHz kòm yon egzanp, apre 16-pliye divizyon oversampling:
1.8432 MHz ÷ 16=115.2 kHz, ki egal 115200 bps.
Menm jan an tou, 11.0592 MHz ak 19.6608 MHz se 6 fwa ak 10.666... fwa 1.8432 MHz, respektivman (aktyèlman, 11.0592=1.8432 × 6, 19.6608=1.8432 × 10.666... mande pou yon PLL), men li pi komen yo sèvi ak yo dirèkteman kòm frekans revèy la pou 10. divizyon UART entèn pou jenere tout pousantaj baud estanda atravè divizyon. Si yo chwazi yon frekans nonb antye relatif nan 20 MHz, li pa ka divize egalman pa 115,200, sa ki lakòz erè kimilatif ak sa ki lakòz erè ankadreman oswa pèt pake.
2. Sipò pou yon frekans binè-achitekti divizyon senplifye konsepsyon pyebwa revèy
Frekans tankou 20.48 MHz, 10.24 MHz, ak 5.12 MHz ka tout eksprime kòm 2ⁿ × 10 kHz (egzanp, 20.48 MHz=2048 × 10 kHz). Apre kaskad frekans sa yo atravè divizyon frekans binè, sub-domèn revèy tankou 10.24 MHz, 5.12 MHz, 2.56 MHz, 1.28 MHz, ak sou sa yo ka pwodwi. Apwòch sa a byen -apwopriye pou aplike divizyon frekans lè l sèvi avèk kontè binè oswa rejis chanjman, sa ki lakòz yon estrikti sikwi senp ak relasyon faz byen-defini ak maj distribisyon ki konsistan ant revèy diferan frekans yo-divize. Frekans sa yo yo souvan itilize kòm frekans debaz nan DSP endistriyèl, PLC, ak kondui servo.
3.Sintetize atravè PLL pou satisfè estanda kominikasyon ki gen gwo vitès - ak estanda echantiyon odyo/videyo
SoC modèn, modil optik, ak processeur videyo enkòpore PLL yo, ki tipikman itilize frekans nonb antye relatif (tankou 25 MHz oswa 24 MHz) kòm yon referans ak Lè sa a, jenere frekans espesifik ki pa -estanda atravè divizyon nonb antye relatif oswa miltiplikasyon, oswa divizyon fraksyon. Egzanp tipik yo enkli:
74.25 MHz: Revèy echantiyon videyo -definisyon segondè ki defini pa estanda SMPTE a, ki itilize pou fòma tankou 1080i ak 720p;
33.1776 MHz: Yo jwenn souvan nan kodèk odyo ak devan RF bande-; lè yo itilize ak yon PLL, li ka jisteman jenere fanmi yo to echantiyon odyo 44.1 kHz oswa 48 kHz;
25.000625 MHz: Sèten PHY Ethernet yo itilize yon revèy 25 MHz ak yon PLL fraksyon pou jenere yon to done seri presi 125 MHz pou sipòte yon to liy 1 Gbps (remake byen ke miltip nonb antye relatif 25 MHz yo souvan itilize nan pratik; sa a yo bay isit la pou rezon ilistrasyon sèlman).
Li ta dwe remake ke divizyon frekans fraksyon entwodui jitter detèminist ak siyal fo. Pou aplikasyon ki sansib pou bri faz, yo ta dwe bay priyorite frekans sib ki ka jwenn dirèkteman atravè divizyon frekans nonb antye relatif, oswa pou itilize PLL ki ba -bri ak bandwidth konfigirasyon apwopriye.
4.Aderans ak pwotokòl endistri istorik ak konsiderasyon EMC
Pwotokòl Istorik: USB 2.0 espesifye yon revèy gwo vitès 48 MHz -; Ethernet MAC yo itilize 25 MHz oswa 125 MHz; ak revèy -tan reyèl (RTC) opere nan 32.768 kHz (2¹⁵ Hz). Frekans sa yo te fikse lè estanda yo te etabli e depi lè yo te adopte atravè tout chèn endistri a, vin estanda defakto.
Elektwomayetik konpatibilite (EMC): Harmony ki pi wo -lòd frekans nonb antye relatif yo ka sipèpoze ak ekipman pou pouvwa, RF, oswa bann kominikasyon san fil, entwodwi entèferans. Chwazi yon frekans osilateur ak yon eleman fraksyon ka dispèse oswa chanje enèji amonik, kidonk diminye risk EMI ak bese depans pou filtraj ak pwoteksyon.
- Lòt faktè kle nan seleksyon Crystal osilator
Anplis de valè frekans lan, faktè jeni sa yo egalman enpòtan pou seleksyon an:
Faz Bri ak Jitter
Malgre ke PLL yo ka fè sentèz nenpòt frekans, divizyon frekans fraksyon degrade siyifikativman tou pre -faz fen bri ak friksyon o aza. Pou aplikasyon tankou modil optik gwo -vitès, rada vag milimèt-, oswa 5G fronthaul, li rekòmande dirèkteman chwazi osilateur kristal ak frekans natif natal ki satisfè espesifikasyon bri faz pou evite maj entegrite siyal ensifizan pita sou.
Tan plon ak pri
Frekans ki pa -estanda oswa frekans koutim anjeneral mande pou yon tan long ak depans jeni segondè. Nan limit pèfòmans akseptab, priyorite ta dwe bay endistri -frekans estanda (tankou frekans nonb antye relatif tankou 25 MHz, 27 MHz, 40 MHz, ak 50 MHz, osi byen ke frekans fraksyon estanda yo mansyone nan atik sa a) pou diminye sik R&D la epi kontwole depans BOM yo.
Konpatibilite ak Ranplasan Domestik
Kounye a, manifaktirè domestik kwatz kristal osilator kouvri a vas majorite de souvan itilize nonb antye relatif ak fraksyon estanda frekans. Lè w ap chwazi yon aparèy, konsantre sou estabilite ekipman pou, karakteristik tanperati (tankou ± 10 ppm ak ± 20 ppm), ak paramèt kapasite chaj asire konpatibilite ak kondisyon yo ki antre revèy nan chip kontwolè lame a.
- Rekòmandasyon Seleksyon Pratik
Premyèman,detèmine kontrent revèy sistèm lan: Lis frekans revèy egzak tout periferik yo mande yo (UART, I2S, SPI, Ethernet, USB, Videyo) ak maj erè akseptab yo.
Derive frekans fondamantal osilateur kristal la nan do:Si mikrokontwolè a gen yon PLL bati{0}, chwazi yon osilateur kristal referans ki kapab jenere frekans sib yo atravè rapò divizyon nonb antye relatif oswa ba-fraksyon. Bay priyorite frekans ki gen yon rapò divizyon mwens pase 100 ak yon denominatè ki se yon pouvwa 2.
Verifye erè divizyon an: Kalkile si wi ou non erè divizyon an mwens pase vitès maksimòm baud/devyasyon pousantaj echantiyon yo pèmèt periferik yo (tipikman <±2%).
Evalye risk EMI:Fè yon analiz espèk amonik frekans segondè-; si sa nesesè, chwazi yon pwen frekans ki devye de amonik -lòd antye.
Konsidere disponiblite ak pri: Pandan w ap satisfè kondisyon pèfòmans, chwazi yon modèl ki gen ase disponiblite sou mache ak yon kalite pake (pa egzanp, HC-49S, SMD 3.2 × 2.5 mm) ki satisfè kondisyon pwodiksyon an.