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晶体谐振器具备很高的质量 (Q) 因子,这代表频率是精确定义且非常稳定,因此晶体可用作低成本、高准确度振荡器的基础。

MASSIVE X 实验室(二):
走进波形振荡器的新世界!

Formant(或Formant Capture)模式可能就是大家所期望的那种合成器效果 – 它允许您以不同的音高播放波形,同时不影响共振峰频率的幅度,从而避免“Chipmunk”效应。且无论音高如何,您都手动引入此效果。为了实现这一点,所有波表都印上了一层新的元数据—— Formant Center,它能让波表合成引擎知晓原始波表的音高。当然,当源声音具有复杂的共振峰数据时,共振峰操作才真正明显,因此 Formant Capture 模式是少数几种不能深度操纵正弦波,锯齿波和方波的模式之一。

ART 模式(Artificial Resonance Technology Mode-人工共振技术模式)可能是最有趣的一种模式了:ART 使用 Hardsync 以及一些巧妙的处理来创建非常类似于高谐振带通滤波器的东西。它的目的不是要复制一个超逼真的模拟滤波器,相反,它会推入模拟滤波器无法达到的人工滤波器领域。同时,Body 控制(Body Control)可以让你重新调入低音,让高度共鸣的声音不会失去低音能量。

CN101379693A - 振荡器增益均衡 - Google Patents

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提供的一些振荡器


谐振器【RESONATOR】

振荡器【OSCILLATOR】

晶体谐振器【QUARTZ CRYSTAL UNITS】【CRYSTAL】

石英晶体俗称水晶,成分SIO2,是重要的压电材料,其主要特征是其原子或分子有规律排列,反映在宏观上是外形的对称性。在电场的作用下,晶体内部产生应力 而形变,从而产生机械振动,获得特定的频率,利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。石英由于具备天然的高品质因子“Q”,这使得晶体能在整个 工作温度和电压范围内都保持很高的精确度和频率稳定性。

缺 点:晶体谐振器是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来。晶体谐振器相对于晶体振荡器而言其缺陷是信号质量较 差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。

综述:陶瓷谐振器的典型初始精度在0.5%至0.1%范围内,老化或温度变化所致的漂移可能改变这一精度范围。廉价陶瓷谐振器的公差只有±1.1%,较高端 提供的一些振荡器 提供的一些振荡器 的汽车精度则分别为±0.25%和±0.3%。未来的应用在于汽车CAN(控制器局域网络)总线应用,工作温度为-40°C至+125°C。频率为200 KHZ至约1 GHZ的低成本陶瓷谐振器适用于对时序要求不严格的嵌入系统。陶瓷器件起动较快,一般体积小于石英器件。它们也更能承受冲击与振动。

晶体振荡器【CRYSTAL OSCILLATOR】

硅振荡器,这种完全集成的振荡元件是最简单的时钟源。这些器件可产生规定频率的方波,可直接送入单片机的时钟输入。硅振荡器并不依赖于机械共振特性来获得振 荡频率,而是基于一个内部的RC时间常数。这样的设计使硅器件对于外部机械作用不敏感。与传统振荡器不同的是,没有裸露在外的高阻抗节点,这样使硅振荡器 可以承受更大的湿度和EMI影响。硅振荡器不需要严格匹配的定时元件和线路板走线。

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晶体振荡器如何让数字电子装置同步化

晶体谐振器具备很高的质量 (Q) 因子,这代表频率是精确定义且非常稳定,因此晶体可用作低成本、高准确度振荡器的基础。

晶体谐振器结构和等效电路如图 1 所示。值 Cp 代表两个平行电极的电容。组件 Ls、Rs 和 Cs 代表晶体的机械属性 (质量、内摩擦和弹性)。

等效电路表示存在两种可能的谐振频率:一种是由于 Ls 和 Cs 串联所引起,另一种则是由于 Cp 与电感并联所引起。

对于约 75 MHz 以上的高频率而言,晶体可以基础频率或泛音的倍数进行振荡。

振荡器电路 提供的一些振荡器


电路的总负载电容 (CL) 需要与晶体的指定 CL 相符。这是由陶瓷电容器加上晶体封装、振荡器输入接脚和电路板线路的任何杂散电容组成。

要准确计算电路中的所有杂散电容和寄生电容并不容易,因此您可以先进行预估 (通常在 4 至 6 pF 左右),然后测量输出频率,以查看是否需要调整电容器的值。

如果总 CL 大于指定 CL,将会降低振荡频率。如果 CL 太低,则频率将更高。

如果 CL 的高低过于悬殊,则振荡器可能根本无法启动。

您也可以使用晶体管或反向逻辑闸极作为回馈放大器,以建构外部振荡器电路,如图 3 所示。但是,即使大多数晶体厂商都会提供设计指南,但设计高质量振荡器仍具有挑战性;因此,购买现成的振荡器模块可能更为简单。振荡器模块含一个晶体,以及包括负载电容器等所有需要的组件。这可以保证您以合理的价格获得高效能振荡器。您只需提供适合的电源供应器即可。

主题的变化

由于频率会随外部 CL 变化,使得建构能在很小范围内调节输出的晶体振荡器成为可能。例如,这在接收器需要调整自己的频率以符合接收讯号的 RF 应用中非常实用。

电压控制晶体振荡器 (VCXO) 使用称为变容器 (或变容二极管) 的装置作为负载电容器。变容器的电容会随施加的控制电压而变化,进而改变振荡频率。

  • 牵引率定义给定控制电压变化时的频率变化。较大的值表示振荡器可以在较大的范围内运作,但是较小的值表示较佳的稳定性和较低的相位噪声。最大调整范围通常约为 +/-200 提供的一些振荡器 ppm。
  • 控制电压通常为 0 V 至 2 或 3V。
  • 频率抖动会高于固定频率振荡器,尤其是在限制状态运作时调整范围的极端情况下。

TCXO 包含一个测量环境温度,然后产生控制电压以调整 VCXO 频率的电路,以补偿温度变化所产生的影响。TCXO 会根据晶体的温度频率响应曲线计算所需的控制电压。