可編程時鐘振蕩器驅(qū)動系統(tǒng)，射頻載波

時鐘和時鐘振蕩器(也稱為時鐘發(fā)生器)幾乎每電路的一部分，并且大多數(shù)系統(tǒng)具有多于一個在其設計中。事實上，這是不尋常的有四個，六個或更多的在設計，支持內(nèi)部電路以及外部I / O和接口。他們建立最終的載體設定(S)或重新建立和同步到所接收的信號載體。此外，許多系統(tǒng)需要改變或移位時鐘，以容納調(diào)諧要求多單端應用情況的能力。

時鐘提供的功能性和服務中的各種應用功能的大跨度，也遭受相當大的命名法，并設有混亂重疊術語如時鐘，振蕩器，發(fā)電機，和合成器，等等。

固定頻率的時鐘被用于起搏處理器，存儲器，以及其他外圍設備。在同一個家庭的一系列同類產(chǎn)品中可能需要不同的時鐘頻率，支持多種速度選項或功能。這些固定頻率的時鐘也可以作為在有線和無線鏈路的基本定時基準。有些鐘“的組件包括一個水晶或者是他們用它來生產(chǎn)它們的輸出等定時源;另一些則要求用戶提供外部晶振。

一些固定頻率器件是可編程的，從而在同一臺設備可用于跨越一個以上的BOM(物料清單)，以簡化庫存，但即使是“可編程”的設備提供誤解的可能性。他們可能是一次性可編程在他們的供應商，在OEM生產(chǎn)線一次性可編程，引腳帶可編程在電路板上，或軟件編程，甚至可重編程“飛”。另外，還有一些甚至可改變幾次，以適應不同的生產(chǎn)和應用的需求可編程時鐘可被重新編程的次數(shù)有限，具有頻率。要添加到潛在的復雜性，一些時鐘振蕩器提供多個，同時獨立輸出，因此單個晶體和器件可提供多種時鐘，大多數(shù)系統(tǒng)需要。

此外，存在其中使用單一晶體或主時鐘，以產(chǎn)生一個指定范圍內(nèi)的任意頻率輸出合成。與基本時鐘振蕩器，一些合成器設置一次固定的，其它的是動態(tài)可設置可根據(jù)需要提供的任何頻率(通常是載體)在指定的光譜。

在無線系統(tǒng)中，有兩個時鐘基本組：那些固定頻率用于在信道設置基本定時，如一個點對點的專用鏈路，并且時鐘其頻率根據(jù)需要，以支持不同的信道，例如，可移跳頻在一個Wi-Fi連接。

選擇注意事項

鑒于所有的時鐘選擇，它可以是一個挑戰(zhàn)決定哪些基本時鐘的方法是合適的。然而，這個過程可以通過集中于初級規(guī)格被簡化，因為不是所有的時鐘配置選項具有可比較的規(guī)格。只有符合這些頂級要求的設備可以以各種配置來考慮。一如往常，也有折中的性能要針對的性能屬性加權評估。

最關鍵的形態(tài)是時鐘，這對于大多數(shù)的無線應用將跨越幾百MHz到GHz范圍的最大標稱頻率的能力。為可編程器件，這兩個最大和最小的值是至關重要的;時鐘IC通常具有10：1或5：1最大值/最小值跨度。

另一個重要規(guī)格是初始頻率誤差(公差)在給定的設置，以百分比表示，赫茲，或每百萬份。取決于標稱頻率如果時鐘不是一個固定頻率的設備本數(shù)量可以改變。

所有的振蕩器，都受到漂移。如果該器件包含一個內(nèi)部晶體，或者用模擬電路來調(diào)節(jié)和擴展外部晶體，它會經(jīng)歷與溫度漂移的一些;如果它是一個全數(shù)字化的設備，漂移會少一些，盡管仍然會有一定的閾值和邏輯門的時間會稍微偏移。溫度系數(shù)為高性能振蕩器通常用ppm / C，值的范圍從大約10到幾百。上可接受的最大值當然取決于具體的應用，。

對于振蕩器的頻率通過用戶啟動的調(diào)諧或模式切換使用期間動態(tài)地切換，而不是改變僅在初始加電時，一個關鍵的參數(shù)是建立時間到新的頻率。取決于振蕩器的結構，這可以是一個合成器或基于PLL的設計，或一個較大幅度的周期幾乎是瞬時的。即使核心電路回轉時，沒有不連續(xù)性(如某些架構做)，可能有一個穩(wěn)定時間的問題，如果在相關的輸出緩沖放大器或驅(qū)動程序必須擺動在大范圍內(nèi)。一般，小的頻率變化不具有挑戰(zhàn)性的，但很寬變化可以具有較長的穩(wěn)定時間;在現(xiàn)實中，很少有應用中，振蕩器必須迅速轉變了其全系列。

漂移也是在許多情況下考慮。時鐘與內(nèi)部晶體表現(xiàn)出短期和長期漂移由于晶體老化，雖然這些術語可以有不同的定義與每個供應商。一些定義“短期”的一年“長期”的五年，十年，甚至二十年。最后，功耗和封裝尺寸因子到?jīng)Q策，但這些問題通常是次要的相比，基本性能規(guī)格。在一般情況下，低功耗器件具有較低的規(guī)格比那些其消耗更多的功率，但是這是一個領域，在工藝，設計的進步和測試意味著權衡是在不斷變化。

抖動：原因是多方面的最具挑戰(zhàn)性的問題

其中工程師中的振蕩器選擇作出決定時，必須評估最關鍵的參數(shù)，抖動是最困難的表征和匹配的應用程序。在時域，抖動表現(xiàn)為從“完美”的輸出(圖1)的微小變化;在頻域中，它顯示為相位/頻率變化(噪聲)和單頻信號的頻譜變寬(圖2)。這兩種觀點都是同樣有效的看同一個物理現(xiàn)象的方式，而這是更好的角度視情況而定，適用的標準和系統(tǒng)的性能要求。

抖動的圖像出現(xiàn)微小變化，從“完美”的輸出

圖1：在時域中，理論上“完美”的時鐘信號(頂部)示分鐘回的往復變化(底部)，它被定義為抖動。 (IDT提供)

單頻信號的頻譜的圖像

圖2：在頻域中的同樣合法另一種觀點，完美單頻尖峰(頂部)成為擴展的頻率分量和相關聯(lián)的能量(下)。 [IDT的禮貌]

抖動是一個復雜的問題，往往具有挑戰(zhàn)性量化為幾個原因。它通常是比較小的，但相對于該系統(tǒng)的性能仍是一個顯著因子;它有很多貢獻源包括內(nèi)部電路的噪聲，外部來源的噪聲，元件熱噪聲，分量不完善的地方，和熱致機械變化。作為一種概率性的特征，有來定義它沒有唯一正確的或簡單的方法;所使用的許多定義中的峰值，有效值，平均而言，短期變化和長期平均水平，等等。抖動也可以顯示為非諧波相關的雜散頻率的輸出，在從基頻一段距離(圖3a和3b)。

抖動相關馬刺圖片是不需要的頻率分量

圖3a和3b：抖動相關馬刺不需要的頻率分量不屬于諧波相關的根本;上部跡線是對數(shù) - 對數(shù)期噪聲圖表示為1066 MHz的時鐘頻域短枝自由抖動;下部跡線是相同的時鐘而是用30 dB的支線30兆赫從基本頻率偏移。