发布时间:2025-03-26 阅读量:807 来源: 杨兴科技 发布人: wenwei
【导读】功放机(功率放大器)作为音频系统的核心部件,负责将微弱的音频信号放大到足以驱动扬声器的功率。在传统模拟功放和现代数字功放(如D类功放)中,晶振作为频率控制和时钟同步的核心元件扮演着至关重要的角色。
一、晶振的基本原理
晶振是一种基于压电效应的频率控制元件,其核心是石英晶体。晶振是利用石英晶体的压电效应制成的时钟频率器件,在数字电路中扮演着重要角色,誉为电子系统中频率基准的“心脏”。
二、晶振在功放机中的核心作用
1. 数字信号处理(DSP)的时钟源
现代功放机普遍采用数字信号处理技术(如DSP均衡、分频、动态压缩等),需要严格的时序控制。
采样率同步:音频信号的模数转换(ADC)和数模转换(DAC)依赖晶振提供的时钟信号,确保采样率精确(如44.1kHz、48kHz等),避免时基误差(Jitter)导致的音质劣化。
算法执行时序:DSP芯片的运行时钟由晶振提供,保证滤波、降噪等算法的实时性,防止音频信号处理延迟。
2. D类功放的PWM调制控制
在高效D类功放中,音频信号需通过脉宽调制(PWM)转换为高频开关信号。
载波频率稳定性:晶振为PWM调制器提供基准频率(通常为数百kHz至数MHz),确保开关频率稳定。频率漂移可能导致电磁干扰(EMI)或开关损耗增加。
谐波失真抑制:精准的PWM时钟可减少开关时序误差,降低总谐波失真(THD),提升音质纯净度。
3. 系统控制与通信接口
微控制器(MCU)时钟:功放机的控制逻辑(如音量调节、输入切换、保护电路)需要MCU协调,晶振为MCU提供主时钟,保障指令执行和中断响应的实时性。
数字音频接口同步:对于支持S/PDIF、I2S或HDMI等数字输入的功放机,晶振确保数据流与主机设备的时钟同步,避免数据丢失或噪声。
4. 无线传输模块的时钟同步
在蓝牙/WiFi功放中,晶振为射频模块提供参考频率,确保无线信号调制的准确性,降低误码率(BER),保障音频传输的连贯性。
三、晶振选型的关键参数
为满足功放机的性能需求,晶振选型需考虑以下参数:
1. 频率精度:通常要求±10ppm(百万分之一)以内,高端设备需±2ppm。
2. 温度稳定性:温补晶振(TCXO)或恒温晶振(OCXO)可应对环境温度变化。
3. 相位噪声:低相位噪声(如150dBc/Hz @10kHz偏移)可减少高频干扰。
4. 负载电容匹配:需与电路设计匹配,避免频率偏移。
四、推荐功放机选型方案
在数字音频中,时钟频率的相位噪声会影响 DAC 的抖动功能,并导致声源的恶化,为了精确地再现高分辨率声源,因此,采样频率由音频设备外置的石英晶体振荡器提供的音频主时钟信号。
常见的晶振频率有:11.2896MHZ、12.288MHZ、22.5792MHZ、24.576MHZ、45.1584MHZ、49.152MHZ。
推荐(YXC)YSO110TR系列,频率稳定性±10ppm,频率范围1-125MHZ,可兼容多个电压:1.8-3.3V,工作温度-40~+85°,系列规格书如下:
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在硬件调试中,许多工程师在测量晶振时发现两端都有电压,例如1.6V,但没有明显的压差,第一反应可能是怀疑短路。
在电子设备中,CMOS有源晶振作为核心时钟源,其供电电压与输出特性直接影响系统稳定性。然而,高频方波信号的测量常因工具选择不当而产生误差:传统万用表的交流档基于正弦波有效值校准,测量方波时误差可达40%以上,而示波器通过直接捕获峰峰值(Vpp)和频域特性,可精准反映晶振的幅值、占空比及起振状态。本文将从有源晶振的电压特性(如YSO110TR系列兼容1.8-3.3V宽压供电)切入,解析万用表直流档的半压测量原理(3.3V供电时显示约1.65V),并对比示波器在探测CMOS方波时的关键技术参数(如探头衰减档位选择与接地优化),为工程师提供兼具理论基础与实践价值的测量方案参考。
加速度灵敏度是晶体振荡器对任何方向施加的外力的固有灵敏度。石英振荡器确实提供了我们所有人每天都依赖的电子设备的心跳。石英的有用之处在于,如果施加电压,石英将开始振动。不利的一面是,如果施加振动,石英会产生电压。该电压显示为相位噪声,并且是真正的阻力。
在很多电路中,系统晶振时钟频率很高,干扰谐波出来的能量也强,谐波除了会从输入与输出两条线导出来外,也会从空间辐射出来,这也导致若PCB中对晶振的布局不够合理,会很容易造成很强的杂散辐射问题,并且一旦产生,很难再通过其他方法来解决,所以在PCB板布局时对晶振和CLK信号线布局非常重要。
为落实中美经贸高层会谈的重要共识,自2025年5月14日12时01分起,调整对原产于美国的进口商品加征关税措施。由34%调整为10%,在90天内暂停实施24%的对美加征关税税率。这一政策调整旨在缓和贸易摩擦,促进双边经贸合作,但也进一步凸显了供应链自主可控的重要性。才能在激烈的市场竞争中脱颖而出,实现可持续发展。YXC晶振断凭借优异的成本资源及质量,与国外逐渐缩小差距,并在市场上获得大众认可。