時(shí)鐘振蕩器是電氣工程的基礎(chǔ)，這些組件在以下設(shè)備中起著至關(guān)重要的作用：中央處理器、通信總線(xiàn)、音頻發(fā)生器、頻率合成器、RF系統(tǒng)和外圍設(shè)備。然而，時(shí)鐘振蕩器電路的主要功能和關(guān)鍵功能之一是控制單片機(jī)中數(shù)字處理器的速度。你可以在單片機(jī)的內(nèi)部電路中找到時(shí)鐘振蕩器，以控制處理器的運(yùn)行速度。振蕩器電路會(huì)產(chǎn)生方波，三角波和正弦波，它們的頻率、相位噪聲、抖動(dòng)、可靠性和漂移都會(huì)變化。

MCU頻率影響因素

集成到MCU中的振蕩器通常基于RC，因此在給定溫度和負(fù)載的情況下，它們會(huì)受到頻率變化的影響。此外，低質(zhì)量的MCU可能會(huì)使用低質(zhì)量晶體振蕩器，這也會(huì)影響頻率，導(dǎo)致出現(xiàn)頻率漂移和頻率可靠性出現(xiàn)問(wèn)題。

單片機(jī)中的振蕩器頻率穩(wěn)定性

高質(zhì)量的MCU可以避免基于RC的內(nèi)部振蕩器可能帶來(lái)的負(fù)面影響，并且可靠性極高。這些MCU通常使用具有鎖相環(huán)（PLL）的微機(jī)電振蕩器來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻信號(hào)。這些振蕩器電路由基準(zhǔn)（通常為晶體）和壓控振蕩器組成，分別是穩(wěn)定和不穩(wěn)定振蕩器。這些振蕩器可以?xún)?nèi)部或外部集成到單片機(jī)中。

振蕩器類(lèi)型：常見(jiàn)的振蕩器技術(shù)變化

1.晶體振蕩器

晶體振蕩器（諧振器）由高質(zhì)量的石英晶片制成。這些晶片用作單片機(jī)中的參考振蕩器。晶體振蕩器的尺寸可以變化，但是更薄的晶體切割可提供更高的頻率操作。例如，0.15毫米厚的石英晶體可以在15 MHz下工作。晶體振蕩器的頻率和穩(wěn)定性可能取決于：

（1）晶體類(lèi)型；
（2）晶體切割的幾何方向；
（3）晶體尺寸。

晶體位于兩個(gè)電極之間，產(chǎn)生一個(gè)自然振蕩的信號(hào)。它利用了壓電效應(yīng)來(lái)創(chuàng)建與溫度相關(guān)的聲振動(dòng)。電極“捕獲”振動(dòng)以產(chǎn)生振蕩信號(hào)，振蕩器電路的其余部分使用該振蕩信號(hào)。但是，晶體振蕩器會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較慢的振蕩信號(hào)，工作頻率介于0-100 MHz之間。因此，不能將它們直接用作MCU高頻數(shù)字操作的輸入信號(hào)。

2. SAW振蕩器

表面聲波（SAW）設(shè)備（也稱(chēng)為SAW振蕩器（SO））利用叉指式換能器（IDT）。這些振蕩器放置在壓電基板上，產(chǎn)生聲表面波。這些波能夠在10MHz到2Ghz的穩(wěn)定頻率范圍內(nèi)變化，并取決于IDT的尺寸，基板材料的特性以及隨后由于諸如溫度之類(lèi)的外部影響而導(dǎo)致的基板變化。

3. MEMS振蕩器

MEMS振蕩器是半穩(wěn)定的，但基于微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）。MEMS被靜電觸發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩信號(hào)。這些系統(tǒng)的大小和頻率可以變化，但是它們也可能會(huì)受到質(zhì)量負(fù)載和其他類(lèi)似力的影響，這會(huì)影響穩(wěn)定性。

4.壓控振蕩器

壓控振蕩器可以在更高的頻率下工作，但比其他振蕩器信號(hào)的穩(wěn)定性要差得多。由于電子計(jì)時(shí)繼續(xù)要求更高的速度并需要穩(wěn)定的參考信號(hào)，因此你可以發(fā)現(xiàn)這些振蕩器與晶體振蕩器，MEMS振蕩器和放大器一起工作以形成PLL。PLL具有千兆赫茲范圍內(nèi)的頻率速度。

我們經(jīng)?？梢栽趩纹瑱C(jī)的內(nèi)部電路中找到時(shí)鐘振蕩器。這些振蕩器控制MCU各種功能的運(yùn)行速度。無(wú)論使用何種振蕩器技術(shù)，振蕩器都是現(xiàn)代電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)。