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來源：http://m.key-ic.com 作者：康華爾電子 2020年07月03
怎樣降低高端音頻系統晶體振蕩器噪聲這是值得沉思的問題
現在我國正在努力朝數字化,智能化社會發展,這是科技強國興起的必走之路,但是如何提高音頻設備的性能這是一個重要問題,無論是什么產品都是由不同的東西組合的,石英晶體振蕩器就是其中比較重要的一種.而且可以起到提升產品工作性能的關鍵作用,應用一顆優質的振蕩器,對降低相位噪聲對很大的幫助,以下是音頻設備應用振蕩器的方案全部內容.
聲音基本上由模擬信號組成,其處理過程涉及衰減,噪聲和劣化問題.通過將原始聲音通過模數轉換器(ADC)來解決這些問題,然后可以將所得數據作為數字聲音分發到CD上或通過網絡分發.然后,使用最終用戶的數字音頻設備中的數模轉換器(DAC)處理這些數據,并將其作為模擬聲音輸出.在模擬信號的數字化中,以一定的頻率進行采樣(*1).為了盡可能高地再現聲音,需要更高的采樣頻率(*2)和比特率(*3).當今的高分辨率聲源的特征在于,采樣頻率和比特率優于CD所用的采樣率和比特率,從而實現了數字化,以實現真正的高保真音頻再現.
忠實地再現高分辨率聲源需要精確的數字信號處理和模擬聲音輸出,同時減少數字音頻設備中聲源的劣化.該轉換精度取決于所使用的音頻設備的時鐘頻率的噪聲特性(即,目標頻率之外的頻率分量).具有零噪聲的電路的時鐘頻譜具有直線形式(圖1,右).但是,現實生活中的頻譜是由噪聲調制的,其特征是附近存在一個額外的頻率分量(圖2,右),稱為相位噪聲.
時鐘頻率的相位噪聲會影響DAC,并使時間間隔不規則.這種現象稱為抖動(請參見下圖).
準確的低噪聲時鐘源是必要的
在數字音頻設備中,主時鐘的相位噪聲會因抖動而影響DAC,從而阻礙了高保真音頻的再現.為了增強聲音的可再現性,需要具有出色相位噪聲特性(即低抖動)的主時鐘晶體振蕩器.相位噪聲表示為在晶體振蕩器原始頻率之外測得的頻率成分水平,并基于原始頻率的成分水平.有源晶振偏移頻率是與原始頻率的偏差,通常在1Hz-1MHz的范圍內測量.
頻率穩定性(頻率在延長的時間內不會變化的特性)通常被視為晶體振蕩器的重要屬性.但是,音頻設備需要短期而不是長期的穩定性.在這樣的背景下,通常將頻率穩定度約為±30~±100ppm的SPXO(*4)用作主時鐘.高端音頻系統可能會配備OCXO(*5)來獲得更高質量的聲音.
用于數字音頻設備的低相位噪聲晶體振蕩器
NDK晶振為主時鐘批量生產具有低相位噪聲的晶體振蕩器,從而能夠忠實地再現聲音.該公司的NZ2520SD-SPXO(一種具有低相位噪聲的小型表面安裝振蕩器)被音頻設備制造商和發燒友廣泛使用.在2015年,NDK還開發了DuCULoN®(雙晶超低噪音OCXO),這是一個世界領先地位(內部數據,2015年6月),在市場上具有低相位噪聲特性的音頻設備晶體振蕩器.
以下是音頻設備的NDK晶體振蕩器中的相位噪聲示例:
技術參數表:
[詞匯解釋]
采樣:以一定間隔對模擬信號進行量化的過程
采樣頻率:每秒執行的轉換數以數字化模擬信號.CD的采樣頻率為44.1kHz,代表每秒44,100次轉換.
比特率:每秒處理的信息量.
SPXO(簡單封裝的晶體振蕩器):具有基本元素且沒有溫度補償或溫度控制的類型.用于時鐘生成目的的小型SPXO產品歸類為晶體時鐘振蕩器.
OCXO(烤箱控制的晶體振蕩器):基于使用恒溫器腔室保持振蕩器中晶體單元周圍溫度的結構,可提供高精度的類型.OCXO晶振常用于移動電話和其他通信系統以及測量儀器的通信基站.
怎樣降低高端音頻系統晶體振蕩器噪聲這是值得沉思的問題
現在我國正在努力朝數字化,智能化社會發展,這是科技強國興起的必走之路,但是如何提高音頻設備的性能這是一個重要問題,無論是什么產品都是由不同的東西組合的,石英晶體振蕩器就是其中比較重要的一種.而且可以起到提升產品工作性能的關鍵作用,應用一顆優質的振蕩器,對降低相位噪聲對很大的幫助,以下是音頻設備應用振蕩器的方案全部內容.
聲音基本上由模擬信號組成,其處理過程涉及衰減,噪聲和劣化問題.通過將原始聲音通過模數轉換器(ADC)來解決這些問題,然后可以將所得數據作為數字聲音分發到CD上或通過網絡分發.然后,使用最終用戶的數字音頻設備中的數模轉換器(DAC)處理這些數據,并將其作為模擬聲音輸出.在模擬信號的數字化中,以一定的頻率進行采樣(*1).為了盡可能高地再現聲音,需要更高的采樣頻率(*2)和比特率(*3).當今的高分辨率聲源的特征在于,采樣頻率和比特率優于CD所用的采樣率和比特率,從而實現了數字化,以實現真正的高保真音頻再現.
| 數字聲源 | 采樣頻率 | 比特率 |
| CD聲源 | 44.1kHz | 16位 |
| 高分辨率聲源 | 96kHz | 24位 |
| 192kHz | 24位 | |
| 384kHz | 24位 |
在數字音頻設備中,主時鐘的相位噪聲會因抖動而影響DAC,從而阻礙了高保真音頻的再現.為了增強聲音的可再現性,需要具有出色相位噪聲特性(即低抖動)的主時鐘晶體振蕩器.相位噪聲表示為在晶體振蕩器原始頻率之外測得的頻率成分水平,并基于原始頻率的成分水平.有源晶振偏移頻率是與原始頻率的偏差,通常在1Hz-1MHz的范圍內測量.
頻率穩定性(頻率在延長的時間內不會變化的特性)通常被視為晶體振蕩器的重要屬性.但是,音頻設備需要短期而不是長期的穩定性.在這樣的背景下,通常將頻率穩定度約為±30~±100ppm的SPXO(*4)用作主時鐘.高端音頻系統可能會配備OCXO(*5)來獲得更高質量的聲音.
用于數字音頻設備的低相位噪聲晶體振蕩器
NDK晶振為主時鐘批量生產具有低相位噪聲的晶體振蕩器,從而能夠忠實地再現聲音.該公司的NZ2520SD-SPXO(一種具有低相位噪聲的小型表面安裝振蕩器)被音頻設備制造商和發燒友廣泛使用.在2015年,NDK還開發了DuCULoN®(雙晶超低噪音OCXO),這是一個世界領先地位(內部數據,2015年6月),在市場上具有低相位噪聲特性的音頻設備晶體振蕩器.
以下是音頻設備的NDK晶體振蕩器中的相位噪聲示例:
| 圖片 |
 |
 |
|
| 晶體振蕩器的類型 |
OCXO (恒溫晶體振蕩器) |
SPXO (簡單封裝的晶體振蕩器) |
|
| 包裝尺寸 | 47.2×47.0×28.5mm | 2.5×2.0×0.9mm | |
| 型號名稱 | NH47M47LA | NZ2520SD | |
| 標稱頻率 | 45.1584MHz,49.152MHz |
11.2896MHz,12.288MHz 22.5792MHz,24.576MHz 45.1584MHz,49.152MHz |
|
| 電源電壓 | [VCC] | 直流+5V±5％ | 直流+3.3V±10％ |
| [Voven] | 直流+5V±5％ | --- | |
| 電流消耗 | [ICC] | 最高60mA | 最高6.0mA(待機期間最大10μA) |
| [Ioven] | 最高740mA(啟動時) | --- | |
| 最高210mA(穩定時+25℃) | --- | ||
| 工作溫度范圍 | 0~+50℃ | -10~+70℃ | |
| 頻率公差 | 最高±5×10-6 | 最高±30×10-6(整體頻率公差) | |
| 輸出量 | HCMOS/雙極驅動器/正弦波(可選) | CMOS | |
采樣:以一定間隔對模擬信號進行量化的過程
采樣頻率:每秒執行的轉換數以數字化模擬信號.CD的采樣頻率為44.1kHz,代表每秒44,100次轉換.
比特率:每秒處理的信息量.
SPXO(簡單封裝的晶體振蕩器):具有基本元素且沒有溫度補償或溫度控制的類型.用于時鐘生成目的的小型SPXO產品歸類為晶體時鐘振蕩器.
OCXO(烤箱控制的晶體振蕩器):基于使用恒溫器腔室保持振蕩器中晶體單元周圍溫度的結構,可提供高精度的類型.OCXO晶振常用于移動電話和其他通信系統以及測量儀器的通信基站.
怎樣降低高端音頻系統晶體振蕩器噪聲這是值得沉思的問題
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