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Die meisten Elektronik haben heute Oszillatoren in ihnen. Digitale Schaltkreise brauchen eine Uhr. Hochfrequenz signale erfordern einen Oszillator oder eine Uhr. Einige analoge Schaltkreise benötigen auch einen Takt oder eine oszillierende Signalquelle. Wenn Sie einen Mikro controller verwenden, verfügt er möglicher weise über eine eingebaute Uhr, obwohl er je nach Anwendung möglicher weise nicht genau genug ist. Daher müssen Sie möglicher weise einen externen Kristall oder ein Uhr modul verwenden, anstatt die interne Uhr verwenden zu können.
Die Schaltung eines digitalen Oszillators ist wirklich ein analoger Oszillator, der je nachdem, wie Sie ihn betrachten, clipst. Einige Oszillatoren erzeugen tatsächlich einen „ abgeschnittenen Sinus “-Ausgang, so dass es schwierig ist zu entscheiden, in welche Kategorie sie gesetzt werden sollen-digital oder analog. Digitale Oszillatoren können komplizierter werden als nur ein einzelnes Taktsignal zu erzeugen und können mehrere Signale mit einer definierten Phasen verschiebung erzeugen oder einen Frequenz synthesizer enthalten, um eine oder mehrere alternative Frequenzen aus einem festen Frequenz eingang zu erzeugen uhr. Schauen Sie sich zum Beispiel einige der Taktgenerator-Chips von IDT an.
Ein gemeinsamer „ digitaler “Oszillator ist der von George W. erfundene Pierce-Oszillator. Pierce im Jahr 1923.Es wurde lange Zeit für die Generierung von Mikroprozessor takern verwendet und wenn Sie einen Mikro controller haben, der einen Kristall und zwei externe Kondensatoren benötigt, um einen eigenen Takt zu erzeugen, die Chancen stehen gut, dass Sie einen Pierce-Oszillator mit dem internen Wechsel richter und dem Widerstand herstellen (Obwohl Sie den Widerstand manchmal auch selbst hinzufügen müssen).
Wenn Sie ein Oszillator modul oder einen Takt generator auswählen, müssen Sie die verfügbaren Auswahl möglichkeiten verstehen und Ihre Anforderungen angeben.
Die Ausgabe kann quadratisch oder eine abgeschnittene Sinus welle sein (selten ein echter Sinus für ein digitales System). Sie müssen wissen, welche Spannungs pegel Sie benötigen, z.B. 5V TTL-oder CMOS-Pegel, 3,3 V oder niedrigere CMOS-Pegel. Einige Oszillatoren haben Niederspannungs-Differenz signal ausgänge (LVDS). Symmetrie ist oft wichtig, daher sind die Phasen mit hohem und niedrigem Wert gleich (z. B. 45%:55% des schlimmsten Falls).
Sie müssen wissen, welche Genauigkeit und Stabilität Sie benötigen. Mit einem Keramik resonator können Sie eine anfängliche Toleranz von etwa 0,2% erreichen, wenn auch oft schlechter. Während 0,2% nicht schlecht klingen, sind es 2000ppm (parts per million). Quarz kristall basierte Oszillatoren sind zehnmal besser, normaler weise mehr. In ähnlicher Weise hat ein Oszillator auf Quarz basis eine bessere Stabilität als ein auf Keramik resonator basierender. Stabilität kann als Temperatur-, Last-oder Versorgungs stabilität definiert werden-all dies kann die Frequenz beeinflussen.
ATCXOIst ein temperatur kompensierter Kristall oszillator oder ein temperatur gesteuerter Kristall oszillator (das Wort Kristall wird oft mit Xtal abgekürzt, sodass X als Abkürzung für „ Kristall “verwendet wird). Diese können Toleranz und Stabilität erheblich besser als 1ppm haben. Solche Genauigkeiten sind wichtig für HF-Systeme (Radio frequenz), bei denen Frequenzen sehr genau sein müssen.
AVCXOIst ein spannungs gesteuerter Kristall oszillator und ermöglicht normaler weise, dass die Frequenz um einen kleinen Betrag "gezogen" wird, während er immer noch eine hohe Stabilität aufweist. Der Frequenz anpassungs bereich ist normaler weise auf vielleicht 200ppm begrenzt.
EinOCXOIst „ ofen gesteuert “. Diese haben den Oszillator in einem Ofen oder einem Doppel ofen, in dem die Schaltung und der Kristall auf eine konstante Temperatur erhitzt werden. Einmal aufgewärmt sind sie sehr präzise und stabil. Sie benötigen jedoch aufgrund der erforderlichen Heizung eine angemessene Menge an Strom.
Für einen analogen Oszillator ist es wahr schein licher, dass Sie nach einer Sinus welle suchen. Es gibt verschiedene "Standard"-Analog oszillator konstruktionen, die es seit der Existenz von Transistoren gibt. Hartley, Col pitts und Clapp zum Beispiel. Diese wurden als Sinus wellen oszillatoren unter Verwendung von Induktivitäten und Kondensatoren als frequenz bestimmende Komponente und auch mit Quarz kristallen verwendet. Sie können auch als Oszillatoren mit variabler Frequenz verwendet werden, wenn sie mit Induktivitäten/Kondensatoren verwendet werden. Andere Oszillatoren wie die Wien-Brücke verwenden Widerstände und Kondensatoren, um die Frequenz zu bestimmen, sind jedoch im Allgemeinen auf niedrigere Frequenzen als Induktoren/Kondensatoren oder Kristall oszillatoren beschränkt.
Dies ist beispiels weise ein 10-MHz-Clapp-Oszillator, wobei der Ausgang von der Quelle des Transistors Q1 entnommen wird.
Eine Sache, die bei allen Oszillatoren zu beachten ist, ist, dass sie Zeit brauchen, um zu beginnen. Bei hohen Q-Oszillatoren wie Kristall oszillatoren kann dies erheblich sein, da die Startzeit (gemessen in der Anzahl der Taktzyklen) proportional zum Q der Schaltung ist. Dies kann zu einer erheblichen Verzögerung führen, bevor etwas zu passieren scheint, und kann auch dazu führen, dass die Frequenz anfangs falsch ist. Zum Beispiel thIst der Start eines 50-MHz-LC-Oszillators, dessen Start etwa 800 Taktzyklen dauert: Während es so aussieht, als ob zunächst nichts passiert, wenn Sie den ersten Abschnitt vergrößern, werden Sie sehen, dass tatsächlich etwas passiert. Es dauert viele Zyklen, bis sich die Phase eingestellt hat, damit die Schwingungs bedingungen erfüllt sind, abhängig vom Q des Resonanz kreises. Dann können sie zum Leben erwecken.
Mit mehr technischem Support können Sie Xtaltq Technologies mit mehr als 10 Jahren Geschichte wählen. Sie können verschiedene Ausgangs wellenform, einen hoch stabilen Oszillator (min 50ppb über industrieller Temperatur) und Hoch leistungs oszillatoren bereitstellen.
