時(shí)鐘芯片和晶振的區(qū)別，時(shí)鐘芯片的工作原理

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趣說(shuō)科技

推薦于：2023-04-17 15:24:29



　　時(shí)鐘芯片和晶振都是數(shù)字電路中比較重要的部件，但是它們之間存在顯著的區(qū)別。時(shí)鐘芯片是利用相位鎖定技術(shù)(PLL)來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，可以控制不同元件之間的時(shí)序，以保證正常的數(shù)字電路運(yùn)行。而晶振是基于電學(xué)特性的無(wú)源元器件，利用晶體振蕩的方式來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號(hào)。本文將介紹時(shí)鐘芯片與晶振的區(qū)別以及時(shí)鐘芯片的工作原理。

　　一、時(shí)鐘芯片與晶振的區(qū)別

　　1. 工作原理不同

　　晶振是利用于晶體的固有特性而產(chǎn)生的振蕩信號(hào)來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘;而時(shí)鐘芯片則通過(guò)PLL技術(shù)分析輸入的信號(hào)，并根據(jù)分析結(jié)果控制內(nèi)部振蕩器的頻率來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的。

　　2. 精度和穩(wěn)定性不同

　　晶振的穩(wěn)定性高，輸出頻率精度高，是數(shù)字電路中使用廣泛的時(shí)鐘信號(hào)源。而時(shí)鐘芯片也能發(fā)出高精度的時(shí)鐘信號(hào)，但相對(duì)于晶振來(lái)說(shuō)，受到電路板廠商的設(shè)計(jì)及質(zhì)量而導(dǎo)致的誤差較晶振來(lái)說(shuō)更大。

　　3. 用法不同

　　通常情況下，晶振單芯片可以用于外設(shè)很少的微控制器，因?yàn)檫@些微控制器沒(méi)有專門的時(shí)鐘生成器。時(shí)鐘芯片適合成品率高、產(chǎn)品性能更要求高的產(chǎn)品中使用，需要大量的外設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的切換控制，它通常用于復(fù)雜的復(fù)合電路中。

　　4. 成本不同

　　相對(duì)于晶振而言，時(shí)鐘芯片的成本較高。從生產(chǎn)流程來(lái)說(shuō)，晶振的成品率是非常高的，而時(shí)鐘芯片的成品率則較低，而且其生產(chǎn)成本和質(zhì)量也需要較高的控制。

　　二、時(shí)鐘芯片的工作原理

　　時(shí)鐘芯片的工作原理主要分為以下幾個(gè)步驟：

　　1. 常數(shù)頻率偏差矯正

　　在時(shí)鐘芯片的內(nèi)部，第一步是常數(shù)頻率偏差矯正，為了保證時(shí)鐘電路的穩(wěn)定性和精度，需要糾正芯片本身在設(shè)計(jì)及加工上產(chǎn)生的固定頻率偏差。

　　2. 時(shí)鐘信號(hào)輸入

　　時(shí)鐘芯片需要輸入一個(gè)外部的時(shí)鐘信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以是外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)，也可以是來(lái)自于GPS信號(hào)等其他源頭產(chǎn)生的信號(hào)。通常情況下，時(shí)鐘芯片會(huì)自動(dòng)選擇最好的、最符合性能要求的輸入時(shí)鐘信號(hào)，并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

　　3. 相位鎖定環(huán)路(PFD和CP)操作

　　時(shí)鐘芯片中的相位鎖定環(huán)路(PFD和CP)是整個(gè)時(shí)鐘芯片中最重要的部分。PFD的作用是將輸入的時(shí)鐘信號(hào)與芯片內(nèi)部的本地振蕩器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，并產(chǎn)生相位誤差信號(hào)，CP的作用是接收PFD輸出的信號(hào)并反饋給本地時(shí)鐘發(fā)生器，使得輸出的信號(hào)與輸入的信號(hào)同步。

　　4. 輸出時(shí)鐘信號(hào)

　　經(jīng)過(guò)PFD和CP之后，時(shí)鐘芯片內(nèi)部的本地時(shí)鐘發(fā)生器的信號(hào)就與輸入的時(shí)鐘信號(hào)在相位和頻率上已經(jīng)達(dá)到很好的同步，此時(shí)輸出的時(shí)鐘信號(hào)就相當(dāng)精度和穩(wěn)定性了。時(shí)鐘芯片最終輸出的產(chǎn)生的信號(hào)可以是符合電子設(shè)備的各種需要的，例如PCI標(biāo)準(zhǔn)的合適的信號(hào)，時(shí)鐘芯片也可以輸出倍頻或者分頻后的信號(hào)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　時(shí)鐘芯片是數(shù)字電路中非常重要的部件，其作用在于產(chǎn)生精準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)，并控制數(shù)字電路中不同元件之間的時(shí)序，以保證正常的數(shù)字電路運(yùn)行。相比之下，晶振是一種基于電學(xué)特性的無(wú)源元器件，能夠利用振蕩產(chǎn)生穩(wěn)定的信號(hào)，是數(shù)字電路中常見(jiàn)的時(shí)鐘信號(hào)源。由于時(shí)鐘芯片具有更高的精度和更好的穩(wěn)定性，因此在需要高穩(wěn)定性和高精度的場(chǎng)合中被廣泛使用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的时钟芯片和晶振的区别，时钟芯片的工作原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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