文档介绍：二、谁在产生频率? 我们可以将作为频率源的时钟信号发生器看作电脑的心脏。只有心脏跳动起来,电脑才能工作。芯片本身通常并不具备时钟信号源,因此须由专门的时钟电路提供时钟信号,石英晶体振荡器(QuartzCrystalOSC)就是一种最常用的时钟信号振荡源。石英晶体就是纯净的二氧化硅,是二氧化硅的单晶体,即我们常说的水晶。石英晶体有天然(Crude)晶体和人工合成(synthetic)晶体两种。天然石英晶体的杂质含量和形态等大多并不统一,因此电子线路中的晶体振荡器多使用人造石英晶体。从一块晶体上按一定的方位角切下薄片(称为“晶片”),在晶片的两个表面上涂覆一层薄薄的银层后接上一对金属板,焊接引脚,并用金属外壳封装,就构成了石英晶体振荡器(图2)。图2:a、b石英晶体振荡器。示意图(左),实物图(右)。石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。图3: 小知识:有源晶振与无源晶振网管下载dl. 在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。无源晶振是有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,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。网管u家: 石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。例如10MHz的振荡器,。因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在,。,或许是保持兼容性的需要吧。但是,笔者在显卡、,就不知道是什么原因了。,,它被用于实时时钟(RTC)电路中,显示精确的时间和日期。网管网2. 将脉冲频率降低n倍,这就是分频器的作用。在第一代PC机中,,,后者刚好是前者的1/3。变换频率的工作是在Intel8284(时钟发生器/驱动器)中完成的,因为Intel8284芯片中集成了三分频电路,能够将晶体振荡器产生的脉冲信号降低3倍后,提供给CPU和外设(图5)。:随着CPU主频的提高,需要将晶体振荡器提高若干倍才能满足CPU的需要,于是在时钟电路中倍频器取代了分频器的位置。如果说分频器进行的是除法运算,倍频器则进行了乘法运算,它将晶体振荡器的频率提高n倍。三、时钟芯片:可编程的频率合成器网管u家时钟电路,是硬件技术进步的一个标志。电脑中的不同设备对时钟频率的要求是不一样的,如果你从废物箱中找来一块286主板,可以看到有好几颗晶振排列在一起。电脑中的CPU,AGP插槽、PCI插槽、硬盘接口、USB端口和PS/2端口等在通信速度上有很大差异,所以需要提供不同的时钟频率,譬如PCI要求33MHz、USB为48MHz等(图6)。可是,一只石英振荡器只能提供一种频率,所以主板制造商通常将这些原本散布在主机板上各处的振荡电路整合成一颗“频率合成器(FrequencySynthesizer)”芯片,对晶体振荡器产生的脉冲信号进行分频(或倍频),以便为不同运行速度的芯片(或设备)提供所需要的时钟频率。图6:网管下载dl. 普通分频器为整数分频器,其输出频率与输入频率之间为整数倍的关系,只能分段调节频率,不能满足精密调节的要求。频率合成器是“分数分频器”,可对输出频率进行精细调节。研发工程师可自由地设计电路中的各种频率,不再受限于石英