了解今天的可编程振荡器

chngok 2009-08-24 09:08:48

在加速产品开发周期和追求准时生产的时代，定时就是一切。对一个设计工程师或项目开发工程师来说

，几乎没有什么事情比花六个星期等待一个样机部件更令人恼怒的了，或许更糟的是，在紧张的生产过

程中缺少一个关键部件，而这个部件恰好是晶体振荡器。
　
　　说到可编程振荡器，它的最大特点是几分钟内就能定置它的频率。这种“一种型号全部搞定”器件

的诱惑力是可想而知的。以单个多用途部件代替库存几百种部件的方式为设计者、承包加工厂和其它从

事大批量生产的电子公司带来巨大的灵活性，并创造出潜在的节约效果。
　
　　但是，切实可行地实现可编程振荡器替代固定频率元件只不过是最近才出现的。象每一种新兴技术

一样，可编程振荡器也经历了成长的磨难。一致性问题就曾困扰了整整第一代设计产品。1998年，一家

厂商风风火火地推出了第二代可编程振荡器，可由于过高的抖动使其在一些对噪声敏感的应用中失败了

。
　
　　幸亏关于可编程振荡器可靠性的指责是完全不符合实际的，除掉一些特例，现在的可编程振荡器能

满足大多数样机的需要，适合大多数生产应用。了解下列内容将有助于各位工程师充分享用可编程振荡

器拥有的几乎是即时交货的时间优势，并保证它能默默地、连续可靠地工作。
　
　　把抖动困扰降到最小可编程振荡器几乎在每一类、每一项技术规范上都能与固定频率的器件相匹敌

，但抖动（相位噪声）却是个例外。可编程器件的抖动有一部份来源于编程过程，或者更具体地说，来

源于编程算法。
　
　　当算法中用到乘法时，抖动值突然显著增大，这主要是因为抖动被乘上了编程算法设置特定频率时

所用的系数。虽然为了得到所要的振荡器输出频率，算法中通常既需要用到乘法也需要用到除法，但除

法并不加大抖动。通过把编程算法的乘法系数减到最小，来自可编程器件的相位噪声可以做到和传统的

固定频率器件很接近，这主要是晶体及振荡器电路产生的抖动。
　
　　SaRonix公司已规范了类似的编程过程。保证可编程振荡器的每件产品都具有稳定一致的性能——这

也同样具有重要意义，Sa Ronix公司通过采用自动设计流程以保证相同的编程算法用于有相同输出频率

的所有部件。
　
　　由于有了这样的技术进步，现在几乎每个电路上都可采用可编程振荡元件——甚至可用于通信设备

的某些电路中，例如，XDSL调制解调器。虽然振荡器可能影响一个对抖动敏感的通信链路，但就在同一

块电路板上，也可能有一个由振荡器驱动的DSP芯片，这个芯片则完全不受抖动的影响。
制定最有利的策略由于自身研制周期短，这些可编程振荡器能跟上保证设计计划按期完成的日程。尽管

有这个灵活性，但在大批量条件下，固定频率的器件仍然比较便宜。另一方面，在进行样机生产时，可

编程器件要比固定频率器件便宜。
　
　　因此，精明的战略是制造样机的时候在设计上采用可编程器件来验证电路，同时还把可编程振荡器

作为生产后备部件。随着设计评价的完成，再可以大量生产特定的固定频率器件以供批量使用。
　
　　凭借可编程器件可实现一种高效益的保险策略，以解决生产中关键部件短缺的问题。可编程振荡器

较短的研制周期使得生产部门能在大量订购通常所用的固定频率元件之前先采办替代部件，这样就无需

支付额外费用，只要在生产最后期限迫近时迅速补充标准部件就行了。
　
　　可编程振荡器件的未来虽然可编程振荡器件不可能完全取代固定频率振荡器，但可编程的概念肯定

有足够的优点使得半导体生产商和主要振荡器生产公司不会放弃它的。有理由相信，它的性能和价格将

一代一代地得到改善。
　
　　伴随着抖动特性改善、价格进一步降低，新的优点将会使可编程器件更有吸引力。一种节电的休眠

模式——对依赖电池的移动设备至关重要——已经出现在可以供应现货的产品目录上。一些其它特性诸

如频率范围的扩展、可编程的双路输出和多路输出以及更大选择范围的输出驱动特性，都将大大提高生

产、设计的灵活性。
　
　　理智的态度应该是对于可编程振荡器是否能在每个场合都起作用不抱成见，另方面，为了确定可编

程振荡器能在什么地方有效地发挥作用，应该特别注意它们在每一个电路中的应用。在进行设计的时候

就判断这个应用是不是对抖动过于敏感，同时选定一个可编程振荡器，这种方式将有助于一个工程师最

大限度发挥可编程振荡器的长处，实现当初选用它的初衷。

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