Prensîbên sêwiranê û ramanên hilbijartinê ji bo Frekansên Parçeyî di Oscillatorên Krîstal de
Di sêwirana pergalên demjimêra nermalavê de, endezyar bi gelemperî bi çînek frekansên oscilatorê yên krîstal ên xuya "ne birêkûpêk" re rûbirû dibin, wek 11.0592 MHz, 3.579545 MHz, û 19.6608 MHz. Van frekansên bi hêmanên dehiyê bi kêfî nayên hilbijartin, lê encamên neçarî yên ramanên sêwiranê ne ku li ser bingeha protokolên ragihandinê, frekansa-sînorkirinên dabeşkirinê, û pêdivîyên berevajî yên asta pergalê- in. Ji prensîbên bingehîn dest pê dike, ev gotar mentiqê li pişt hilberîna frekansên fraksîyonel analîz dike û ji bo hilbijartina pêkhateyan rêbazên verastkirina pratîkî peyda dike.
- Mantiqa sêwirana bingehîn a xalên frekansa fractional
Wekî çavkaniya demjimêra pergalê, bijartina frekansê ya oscilatora krîstal her gav tête çêkirin ku hewcedariyên demjimêra rast ên çerxên dîjîtal ên jêrîn (wek PLL, dabeşker, û ragihandina serial) bicîh bîne. Derketina xalên frekansa fraksîyonî di serî de ji çar celeb astengiyên sêwiranê yên jêrîn dertê:
1.Adaptkirina bi Dabeşa Yekjimara UART-ê re ji bo ku xeletiyê misoger bike-Rêjeyên Baud-ya Serî ya Belaş
Rêjeya baudê ya rêzefîlmê ji demjimêra pergalê bi dabeşkirina jimareya yekjimar, li gorî formula jêrîn tête peyda kirin: Rêjeya baud=Frekansa demjimêrê / Faktora dabeşkirinê
Ji bo afirandina rêjeyên baud standard (wekî 9600, 19200, an 115200 bps), pêdivî ye ku frekansa demjimêrê ji hêla dabeşker ve bêyî mayî were dabeş kirin. 1.8432 MHz wekî mînakek, piştî dabeşkirina 16-qatî zêde nimûne:
1,8432 MHz ÷ 16=115.2 kHz, ku 115200 bps e.
Bi heman awayî, 11,0592 MHz û 19,6608 MHz bi rêzê 6 car in û 10,666… car 1,8432 MHz, bi rêzê ve (bi rastî, 11.0592=1.8432 × 6, 19.6608=1.8432 × 10,666… pêdivî ye ku frekansek weha ji bo cCU1-ê rasterast bikar bîne) mîkro-kontrolker, rê dide dabeşkera UART ya hundurîn ku bi dabeşkirinê hemî rêjeyên baud-ê standard biafirîne. Ger frekansa yekjimar a 20 MHz were hilbijartin, ew nikare bi 115,200-ê wekhev were dabeş kirin, di encamê de xeletiyek berhevkirî çêdibe û dibe sedema xeletiyên çarçoveyê an windakirina pakêtê.
2.Piştgiriya ji bo frekansa binary-mîmariya dabeşkirinê sêwirana dara demjimêrê hêsan dike
Frekansên wek 20,48 MHz, 10,24 MHz, û 5,12 MHz hemî dikarin wekî 2ⁿ × 10 kHz bêne diyar kirin (mînak, 20,48 MHz=2048 × 10 kHz). Piştî ku van frekansan bi dabeşkirina frekansa binaryê veqetînin, jêr{11}}domên demjimêrê yên wekî 10,24 MHz, 5,12 MHz, 2,56 MHz, 1,28 MHz, û hwd. Ev nêzîkatî baş e-ji bo bicihanîna dabeşkirina frekansê bi karanîna hejmarkerên binar an tomarên veguheztinê, ku di encamê de avahiyek çerxa hêsan bi-têkiliyên qonaxê yên baş diyarkirî û marjînalên demê yên hevgirtî di navbera frekansayên cihêreng-saetên dabeşkirî de peyda dibe. Van frekansan bi gelemperî wekî frekansên bingehîn di DSP-yên pîşesaziyê, PLC, û ajokarên servo de têne bikar anîn.
3. Bi rêya PLL ve hatî sentez kirin da ku bi-leza pêwendiya bilind û standardên nimûneyên dengî/vîdyoyê bicîh bîne
SoC-yên nûjen, modulên optîkî, û pêvajoyên vîdyoyê PLL-yê di nav xwe de digirin, ku bi gelemperî frekansên yekjimar standard (wekî 25 MHz an 24 MHz) wekî referans bikar tînin û dûv re frekansên ne-standard ên taybetî bi dabeşkirina hejmar an pirjimarî, an dabeşkirina perçeyî diafirînin. Mînakên tîpîk ev in:
74,25 MHz: Saeta nimûneya vîdyoyê ya bilind- ku ji hêla standarda SMPTE ve hatî destnîşankirin, ji bo formatên wekî 1080i û 720p tê bikar anîn;
33.1776 MHz: Bi gelemperî di kodekên dengî û eniya RF-ya berfereh de-dawî tê dîtin; dema ku bi PLL re tê bikar anîn, ew dikare bi rastî malbatên rêjeya nimûneya dengî ya 44,1 kHz an 48 kHz çêbike;
25.000625 MHz: Hin PHY-yên Ethernet demjimêrek 25 MHz bi PLL-ya fraksyonel bikar tînin da ku rêjeya daneya serialê ya rastîn 125 MHz biafirînin da ku rêjeya rêzek 1 Gbps piştgirî bikin (bala xwe bidin ku pirjimarên 25 MHz bi gelemperî di pratîkê de têne bikar anîn; ev tenê ji bo armancê li vir tête peyda kirin).
Pêdivî ye ku were zanîn ku dabeşkirina frekansa fraksîyonî îşaretên jitter û derewîn ên diyarker destnîşan dike. Ji bo sepanên ku ji dengê qonaxê re hesas in, divê pêşînî ji frekansên mebest re were dayîn ku rasterast bi dabeşkirina frekansa hejmarên yekjimar têne bidestxistin, an jî bi karanîna PLL-yên kêm-bi dengek kêm bi firehiyên lûkê yên bi guncan ve hatine mîheng kirin.
4.Peydakirina Protokolên Pîşesaziya Dîrokî û Fikrên EMC
Protokolên Dîrokî: USB 2.0 demjimêrek leza 48 MHz ya bilind- diyar dike; MACên Ethernet 25 MHz an 125 MHz bikar tînin; û saetên dema rast-(RTC) li 32,768 kHz (2¹5 Hz) dixebitin. Van frekansan dema ku standard hatin damezrandin hatin sererast kirin û ji hingê ve li seranserê zincîra pîşesaziyê hatine pejirandin, û bûne standardên defakto.
Lihevhatina Elektromagnetîk (EMC): Ahengên rêza bilindtirîn-frekansên yekjimar dibe ku bi dabînkirina hêzê, RF, an bandên ragihandina bêtêl re li hev bikin û destwerdanê pêk bînin. Hilbijartina frekansa oscilatorê ya bi pêkhateyek perçeyî dikare enerjiya harmonik belav bike an biguhezîne, bi vî rengî xetereyên EMI kêm bike û lêçûnên fîlterkirin û parastinê kêm bike.
- Di Hilbijartina Oscillatorê Crystal de Faktorên Serekî yên Din
Ji bilî nirxa frekansê, faktorên endezyariyê yên jêrîn ji bo hilbijartinê wekhev girîng in:
Qonaxa Deng û Jitter
Her çend PLL dikarin her frekansê hevsenez bikin jî, dabeşkirina frekansa fraksîyonel bi girîngî nêzî-dengiya qonaxa dawî û jittera rasthatî kêm dike. Ji bo sepanên wekî-modulên optîkî yên bilez, mîlîmetre-radara pêlê, an 5G fronthaul, tê pêşniyar kirin ku rasterast oscilatorên krîstal ên bi frekansên xwemalî yên ku taybetmendiyên dengeya qonaxê bicîh tînin hilbijêrin da ku dûv re ji kêmasiyên yekparebûna sînyalê dûr nekevin.
Dem û Mesrefa Pêşîn
Frekansên ne-standard an yên xwerû bi gelemperî demên pêşbirkê yên dirêj hewce dikin û lêçûnên endezyariyê yên mezin digirin. Di nav sînorên performansa pejirandî de, divê pêşînî ji pîşesaziyê re bê dayîn-frekansên standard (wek frekansên yekjimar ên hevpar ên mîna 25 MHz, 27 MHz, 40 MHz, û 50 MHz, û her weha frekansên perçeyî yên standard ên ku di vê gotarê de hatine destnîşan kirin) da ku lêçûnên R&D kurt bikin û kontrol bikin.
Lihevhatina bi Cîgirên Navxweyî
Heya nuha, çêkerên oscilatorên krîstal ên quartz ên navxweyî pirraniya frekansên standard ên bêkêmasî û fractional ên ku bi gelemperî têne bikar anîn vedigirin. Dema ku amûrek hilbijêrin, balê bikişînin ser aramiya dabînkirinê, taybetmendiyên germahiyê (wekî ± 10 ppm û ± 20 ppm), û pîvanên kapasîteya barkirinê da ku lihevhatina bi hewcedariyên têketina demjimêrê ya çîpa kontrolkerê mêvandar re misoger bikin.
- Pêşniyarên Hilbijartina Pratîk
Yekem,astengiyên demjimêra pergalê diyar bikin: Frekansên demjimêrê yên rast ên ku ji hêla hemî dorhêlan ve (UART, I2S, SPI, Ethernet, USB, Vîdyo) û hûrgelên xeletiya wan ên destûr têne xwestin navnîş bikin.
Frekansa bingehîn a oscilatora krîstal berevajî derxînin:Ger mîkrokontroler di nav PLL-ê de-ya çêkirî hebe, oscilatorek krîstal a referansê hilbijêrin ku bikaribe frekansên armanc bi rêjeyên dabeşkirinê yên yekjimar an kêm-hilberîne. Pêşîniyê bidin frekansên bi rêjeya dabeşkirinê ji 100 kêmtir û daçeka ku hêza wan 2 ye.
Çewtiya dabeşkirinê verast bikin: Bihesibîne ka xeletiya dabeşkirinê ji rêjeya herî zêde ya baudê/devîbûna rêjeya nimûneyê ku ji hêla amûrên derdorê ve hatî destûr kirin kêmtir e (bi gelemperî <±2%).
Rîska EMI binirxînin:Analîzek spektral a lihevhatinên frekansa bilind-bikin; heke pêwîst be, xalek frekansê ya ku ji ahengên rêzê yên yekjimar-derdixe hilbijêre.
Hebûn û lêçûn bihesibînin: Dema ku daxwazên performansê bicîh tînin, modelek bi hebûna bazarê û celebek pakêtê (mînak, HC-49S, SMD 3.2 × 2.5 mm) hilbijêrin ku daxwazên hilberînê bicîh tîne.