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PLL晶体振荡器的优点有哪些?

来源:http://www.taiheth.com 作者:泰河电子晶振 2019年05月07
  锁相环(PLL)是电子设备中最早的反馈电路之一,在上个世纪70年代到80年代间,PLL已经成为了定时电路的主要动力,PLL能够与基频同步,并将频率乘以更高的值,从而提供灵活性和定时精度。并且对于PLL供应商敏捷性的问题给解决了商业周期带来的挑战。以及在高频操作下可提高系统性能。我们来一起看一下对于PLL石英晶体振荡器所带来的优点有哪些。
  首先,任何石英晶体振荡器的制造开始都是从生长和切割石英坯料的步骤开始的。与之相关的需要较长交期需要提前是不可以避免的,通常达到12-16周,如果不能准确的知道所需要的振荡器频率就无法正常的开始生产。每颗石英晶体振荡器的制作都必须精确的切割每个毛坯以满足最终频率所需的尺寸。如果是生产周期长,则需要进行分段和长期的预测。在石英晶体工艺较长的提前下是无法轻易处理预测误差,突然上午需求或者输出频率要求的变化。
  针对上面的那个问题,在石英晶体振荡器加入PLL之后便解决了这个问题。通过使用PLL输出频率可以在制造过程结束时编程,与石英谐振频一系列未编程的石英坯料来实现。这些坯料可以在几周的短时间生产窗口内解决大量需求或者频率要求的变化。但在当今瞬息万变的商业环境中,供应链敏捷性可能意味着捕捉业务或者完全错过窗口之间的差异。

  在高性能系统受益于更高频率的参考时钟,然而,石英晶体谐振器存在实际的频率限制。专为更高频率设计的空白,特别是250MHZ以上的空白。比标准的低频技术要薄的很多。薄切坯料容易碎,难以在高产量下生产,并且通常产量会比较低,另外,工作频率高达1GHZ的石英坯料不能用当今的技术制造。
  现如今PLL的加入使得这些问题得以解决,因为它们可以将石英的基频乘以任何值。在振荡器中使用PLL可以使用标准石英技术生成高频,避免使用薄切倒的台面或者其它精品石英设计。这个没有理论上的限制,它可以归结为噪声性能和功耗权衡。
        但随着硅电路的改进,PLL电路的频率范围,功耗和噪声性能在通信和RF等高带宽应用中变得更具有吸引力。系统设计人员能够在使用成熟的晶体技术的同时,改善数据链路的完整性并降低高性能系统的误码率。现如今的许多时钟电路都利用了PLL,与标准的晶体振荡器相比,具有内置PLL的石英晶体振荡器具有扩展的频率范围和更短的前置时间和可制造性。利用当今先进的PLL技术,噪声性能几乎没有任何折衷。没有系统是完美的,甚至PLL也有一些缺点。在这种情况下,有两个最突出。首先,PLL将其自身固有的噪声引入时钟信号。其次,每个PLL级消耗功率可能增加总功率要求并且通常也增加成本。然而基于PLL的振荡器的好处通常可以克服其成本。
  大多数的PLL电路的功耗随着每一代而下降。满足快速移动业务周期和提高整体系统性能的供应链敏捷性是使用基于PLL的石英晶体振荡器的两大优势。基于PLL的石英晶体振荡器对噪声和功率性能的影响极小,具有极佳的价值。在高性能系统中使用其它类型的振荡器几乎没有其它别的理由。

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