可编程晶振的关键技术——锁相环原理讲解

时间：2024-12-30

可编程晶振器是通过数字控制方式来改变其输出频率的装置，它由晶体和谐振腔两个主要部分组成。当加电压时，石英晶体产生振动并发出电信号，此信号被检侧并数字化后，通过处理器进行解调，后输出所需的频率信号。而锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）技术在可编程晶振中扮演着关键角色，以下是对可编程晶振中锁相环技术的详细讲解：

一、锁相环技术的基本原理

1、锁相环是一种利用相位同步产生的电压去调谐压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，VCO）以产生目标频率的负反馈控制系统。它根据自动控制原理，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。

2、锁相环通常由鉴相器（Phase Detector，PD）、滤波器（Loop Filter，LF）和压控振荡器三部分组成前向通路，由分频器组成频率相位的反馈通路。锁相环的工作原理是检侧输入信号和输出信号的相位差，并将检侧出的相位差信号通过鉴相器转换成电压信号输出，经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压，对振荡器输出信号的频率实施控制，再通过反馈通路把振荡器输出信号的频率、相位反馈到鉴相器。

3、在锁相环工作过程中，当输出信号的频率成比例地反映输入信号的频率时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，这样输出电压与输入电压的相位就被锁住了。

二、锁相环技术在可编程晶振中的应用

1、频率稳定性提升：锁相环技术通过与高稳定度的参考信号进行比较，可以进一步减小可编程晶振的频率偏差，提高系统的频率稳定性。

2、可调频率：通过调整锁相环的控制输入，可以实现对可编程晶振输出频率的准确控制，使其适应不同的工作模式或通信标准。

3、相位同步：在通信系统中，锁相环用于确保发送和接收端的时钟信号是相位同步的，从而确保数据传输的准确性。这对于可编程晶振在通信领域的应用尤为重要。

4、抑制噪声：锁相环通过反馈机制有助于抑制可编程晶振的相位噪声和频率噪声，提高系统的整体性能。

三、锁相环技术的优势

1、髙精度：锁相环技术能够提供髙精度的频率输出，满足现代电子系统对频率精度的严格要求。

2、灵活性：通过调整锁相环的参数，可以灵活地改变输出频率，适应不同的应用场景。

3、稳定性：锁相环技术通过负反馈控制机制，能够保持输出频率的稳定性，不受外界干扰的影响。

四、锁相环技术在扬兴科技晶振中的应用与优势

1、可编程性：

扬兴科技的可编程晶振利用锁相环技术，实现了核芯参数的随意编程定制。这意味着客户可以根据具体需求，在1MHz~2100MHz的宽频率范围内（准确至小数点后六位）选择任意频点进行定制。

这一特性使得扬兴科技的可编程晶振能够满足丰富、特殊的要求，为客户提供较多的定制选择。

2、髙性能：

锁相环技术的运用使得扬兴科技的晶振产品具有髙精度、高稳定性、低抖动等性能。

例如，扬兴科技的可编程晶振具有±2.5PPM（min.）的髙精度和150fs（min.）的低抖动，以及-40~+125℃（max.）的宽温区范围。

这些性能优势使得扬兴科技的晶振产品在各种恶劣环境下都能保持稳定的性能输出。

3、快速交付与灵活供应：

扬兴科技拥有生产和供应链管理系统，能够快速响应客户需求，实现快速交付。样品2秒出样，批量1周可交付，较传统工艺至少缩短50%的交期。这种快速交付和灵活供应的能力使得扬兴科技能够较好地满足客户的紧急需求和市场变化。这一技术的运用为扬兴科技的晶振产品带来了可编程性、髙性能、快速交付与灵活供应等显著优势。

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