Prionnsabalan dealbhaidh agus beachdachadh air taghadh airson triceadan fractional ann an Crystal Oscillators
Ann a bhith a’ dealbhadh shiostaman gleoc bathar-cruaidh, bidh innleadairean gu tric a’ tighinn tarsainn air clas de tricead oscillator criostail a tha coltach ri “neo-riaghailteach”, leithid 11.0592 MHz, 3.579545 MHz, agus 19.6608 MHz. Chan eil na triceadan sin le co-phàirtean deicheach air an taghadh gu neo-riaghailteach, ach tha iad mar thoradh do-sheachanta air beachdachadh air dealbhadh stèidhichte air protocolaidhean conaltraidh, tricead-cuingealachaidhean roinne, agus riatanasan cùl ìre an t-siostaim. A’ tòiseachadh bho na prionnsapalan bunaiteach, tha an artaigil seo a’ dèanamh anailis air an loidsig air cùl gineadh tricead bloighteach agus a’ toirt seachad dòighean sgrìonaidh practaigeach airson taghadh phàirtean.
- Loidsig dealbhaidh bunaiteach de phuingean tricead fractional
Mar stòr cloc an t-siostaim, tha taghadh tricead an oscillator criostail an-còmhnaidh air a dhealbhadh gus coinneachadh ri riatanasan ùine mionaideach chuairtean didseatach sìos an abhainn (leithid PLLs, luchd-sgaraidh, agus conaltradh sreathach). Tha nochdadh puingean tricead bloigheach gu sònraichte a’ tighinn bho na ceithir seòrsaichean de chuingealachaidhean dealbhaidh a leanas:
1.Ag atharrachadh gu UART Integer Division gus dèanamh cinnteach à mearachd-Riataichean Baud Sreathach an-asgaidh
Tha an ìre baud sreathach a’ tighinn bho ghleoc an t-siostaim tro roinneadh integer, a rèir na foirmle a leanas: Ìre baud=Tricead cloc / factar roinneadh
Gus ìrean baud àbhaisteach a ghineadh gu ceart (leithid 9600, 19200, no 115200 bps), feumaidh tricead a’ ghleoc a bhith air a sgaradh leis an roinneadair gun chòrr. A’ gabhail 1.8432 MHz mar eisimpleir, às deidh roinn thar-samplachaidh 16-fhillte:
1.8432 MHz ÷ 16=115.2 kHz, a tha co-ionann ri 115200 bps.
San aon dòigh, tha 11.0592 MHz agus 19.6608 MHz 6 tursan agus 10.666… uairean 1.8432 MHz, fa leth (ann an da-rìribh, 11.0592=1.8432 × 6, 19.6608=1.8432 × 10.666… feumach air PLL), ach tha e nas cumanta an cleachdadh gu dìreach mar an gleoc tricead airson an microcontroller, {0} CU}, mar an gleoc airson an microcontroller, {0. roinneadh UART a-staigh gus a h-uile ìre baud àbhaisteach a ghineadh tro roinneadh. Ma thèid tricead iomlan de 20 MHz a thaghadh, chan urrainnear a roinn gu cothromach le 115,200, a’ leantainn gu mearachd tionalach agus ag adhbhrachadh mhearachdan frèam no call pacaid.
2.Tha taic airson ailtireachd roinneadh tricead dàna a’ sìmpleachadh dealbhadh craoibhe uaireadair
Faodar triceadan leithid 20.48 MHz, 10.24 MHz, agus 5.12 MHz uile a chuir an cèill mar 2ⁿ × 10 kHz (me, 20.48 MHz=2048 × 10 kHz). Às deidh na triceadan sin a sgaoileadh tro roinn tricead binary, faodar raointean fo-ghleoc leithid 10.24 MHz, 5.12 MHz, 2.56 MHz, 1.28 MHz, agus mar sin air adhart a chruthachadh. Tha an dòigh-obrach seo gu math-freagarrach airson a bhith a’ cur an gnìomh roinneadh tricead a’ cleachdadh cunntairean dàna no clàran gluasad, a’ ciallachadh gu bheil structar cuairteachaidh sìmplidh ann le dàimhean ìre comharraichte agus iomaill ùine cunbhalach eadar na diofar chlocaichean roinnte. Tha na triceadan sin air an cleachdadh gu cumanta mar triceadan bunaiteach ann an DSPn gnìomhachais, PLCs, agus draibhearan servo.
3.Co-shìneadh tro PLL gus ìrean conaltraidh àrd-astar agus samplachadh claisneachd/bhidio a choileanadh
Bidh SoCs an latha an-diugh, modalan optigeach, agus pròiseasairean bhidio a’ toirt a-steach PLLn, a bhios mar as trice a’ cleachdadh triceadan sìnteir àbhaisteach (leithid 25 MHz no 24 MHz) mar iomradh agus an uairsin a’ gineadh triceadan sònraichte neo-àbhaisteach tro roinneadh no iomadachadh iomlan, no roinneadh bloigh. Am measg eisimpleirean àbhaisteach tha:
74.25 MHz: An gleoc samplachaidh bhidio àrd-mhìneachaidh air a mhìneachadh leis an inbhe SMPTE, air a chleachdadh airson cruthan leithid 1080i agus 720p;
33.1776 MHz: Mar as trice ri lorg ann an còdaichean claistinn agus bann-leathann aghaidh RF-deireadh; nuair a thèid a chleachdadh le PLL, is urrainn dha na teaghlaichean ìre samplachaidh claisneachd 44.1 kHz no 48 kHz a ghineadh gu mionaideach;
25.000625 MHz: Bidh cuid de PHY Ethernet a’ cleachdadh gleoc 25 MHz le PLL bloighteach gus ìre dàta sreathach 125 MHz mionaideach a ghineadh gus taic a thoirt do ìre loidhne 1 Gbps (thoir an aire gu bheil iomadan iomlan de 25 MHz air an cleachdadh gu cumanta ann an cleachdadh; tha seo air a thoirt seachad an seo airson adhbharan mìneachaidh a-mhàin).
Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil roinneadh tricead bloighteach a’ toirt a-steach jitter cinntiche agus comharran spùtach. Airson tagraidhean a tha mothachail air fuaim ìre, bu chòir prìomhachas a thoirt do triceadan targaid a gheibhear gu dìreach tro bhith a’ roinneadh tricead integer, no cleachdadh PLLan fuaim ìosal le leud-bann lùb air a rèiteachadh gu h-iomchaidh.
4.A' cumail ri Pròtacalan Gnìomhachas Eachdraidheil agus Beachdachaidhean EMC
Pròtacalan Eachdraidheil: tha USB 2.0 a’ sònrachadh gleoc aig astar 48 MHz àrd; Bidh MACan Ethernet a 'cleachdadh 25 MHz no 125 MHz; agus gleocaichean fìor-ùine (RTCs) ag obrachadh aig 32.768 kHz (2¹⁵ Hz). Chaidh na triceadan sin a shuidheachadh nuair a chaidh na h-inbhean a stèidheachadh agus bhon uair sin chaidh gabhail riutha thairis air an t-sreath gnìomhachais gu lèir, gu bhith nan inbhean de facto.
Co-fhreagarrachd Electromagnetic (EMC): Faodaidh harmonics òrdugh nas àirde de triceadan integer a dhol thairis air solar cumhachd, RF, no bannan conaltraidh gun uèir, a’ toirt a-steach eadar-theachd. Le bhith a’ taghadh tricead oscillator le pàirt bloighteach faodaidh e lùth harmonic a sgapadh no a ghluasad, mar sin a’ lughdachadh chunnartan EMI agus a’ lughdachadh cosgaisean sìolaidh agus dìon.
- Prìomh fhactaran eile ann an taghadh Crystal Oscillator
A bharrachd air an luach tricead, tha na factaran innleadaireachd a leanas a cheart cho cudromach airson taghadh:
Fuaim Ìre agus Giotàr
Ged as urrainn do PLLs tricead sam bith a cho-chur, tha roinneadh tricead bloigh a’ dol sìos gu mòr faisg air-fuaim ìre crìochnachaidh agus jitter air thuaiream. Airson tagraidhean leithid modalan optigeach aig astar àrd, millimeters radar tonn, no 5G fronthaul, thathas a’ moladh oscillators criostail a thaghadh gu dìreach le triceadan dùthchasach a choinnicheas ri mion-chomharrachadh fuaim ìre gus oirean iomlanachd chomharran gu leòr a sheachnadh nas fhaide air adhart.
Ùine stiùiridh agus cosgais
Mar as trice bidh triceadan neo-àbhaisteach no àbhaisteach a’ feumachdainn amannan stiùiridh fada agus thig iad gu cosgaisean innleadaireachd àrd. Taobh a-staigh chrìochan coileanaidh iomchaidh, bu chòir prìomhachas a thoirt do -tricead àbhaisteach gnìomhachais (leithid triceadan iomlanachd cumanta leithid 25 MHz, 27 MHz, 40 MHz, agus 50 MHz, a bharrachd air na triceadan bloigh àbhaisteach a tha air an ainmeachadh san artaigil seo) gus an cearcall R&D a ghiorrachadh agus smachd a chumail air cosgaisean BOM.
Co-chòrdalachd le luchd-ionaid dachaigheil
An-dràsta, tha luchd-saothrachaidh dachaigheil oscillator criostail quartz a’ còmhdach a’ mhòr-chuid de na triceadan àbhaisteach iomlan agus bloighteach. Nuair a thaghas tu inneal, cuir fòcas air seasmhachd solair, feartan teòthachd (leithid ± 10 ppm agus ± 20 ppm), agus paramadairean comas luchdan gus dèanamh cinnteach gu bheil iad co-chòrdail ri riatanasan cuir a-steach cloc a ’chip rianadair aoigheachd.
- Molaidhean taghaidh practaigeach
A’ chiad,co-dhùnadh cuingeadan cloc an t-siostaim: Dèan liosta de na tricead gleoc mionaideach a dh’ fheumas a h-uile iomall (UART, I2S, SPI, Ethernet, USB, Bhidio) agus na h-oirean mearachd ceadaichte aca.
Faigh a-mach tricead bunaiteach oscillator criostail air a’ chùl:Ma tha -PLL togte aig a’ mhicro-smachdaiche, tagh oscillator criostal iomraidh a tha comasach air na triceadan targaid a ghineadh tro cho-mheasan roinneadh bloighteach no integer. Thoir prìomhachas do thrictean le co-mheas roinneadh nas lugha na 100 agus ainmiche a tha na chumhachd 2.
Dearbhaich mearachd roinneadh: Obraich a-mach a bheil a’ mhearachd roinneadh nas ìsle na an ìre baud / claonadh ìre samplachaidh as àirde a tha ceadaichte leis na peripherals (mar as trice <±2%).
Dèan measadh air cunnart EMI:Dèan mion-sgrùdadh speactram air harmonics àrd-tricead; ma tha sin riatanach, tagh puing tricead a dh’ fhalbhas bhon t-slànaighear-òrdugh harmonics.
Beachdaich air na tha ri fhaighinn agus cosgais: Fhad ‘s a tha thu a’ coinneachadh ri riatanasan coileanaidh, tagh modail le cothrom gu leòr air a ’mhargaidh agus seòrsa pacaid (me, HC-49S, SMD 3.2 × 2.5 mm) a choinnicheas ri riatanasan toraidh.