晶体特性

　　晶体特性既影响准确度，又影响精确度，晶体影响准确度与精确度的三个主要参数为
容差、老化与温度。容差衡量的是不同生产批量间晶体理想频率与晶体实际频率之间的最大
差值。经过一定时间后，其他条件保持不变的情况下，晶体的频率会发生改变

--这称为老化。

晶体频率也会随温度变化而略微改变。上述因素综合决定着某个晶体与其理想频率值或其他
晶体频率的偏移程度。

　　时钟发生器
与准确度

　 　 带 有 数 字

 

PLL  的 时 钟 发
生器是从参考晶
体生成时钟的方便方法。这此器件可从单晶体生成数个不同的时钟频率，或从容易获得的标
准晶体生成

“独特的”或非标准频率。在所有情况下，这些器件都会用反馈闭环路与一些分压

器跟踪输入参考，如图

 3 所示。参考输入频率除以一个值 Q，这就得到一个信号，它与压控

振荡器

 (VCO) 输出除以 P 值所得的结果进行比较。P 与 Q 的设置使得鉴相器从两个分压器

看到的频率相同

 (FREF/Q = FVCO/P)。鉴相器调节 VCO 的输入电压，直到两个分压器输出

达到相位与频率匹配，并使其保持匹配。

　　由于

 VCO 输出跟踪参考输入，因此输出的精确度与参考输入的精确度相同。这就是说，

如果参考输入随温度或时间发生变化，那么时钟发生器的输出也会随之变化。这种属性具有
一个重要的好处，如果设计中最精确的参考用作时钟发生器的输入，那么时钟发生器的所
有其他输出无需额外成本就都能获得精确参考的精确度！不过，时钟发生器可能会添加一
个固定的准确度误差，这取决于

 P 与 Q 计数的数字宽度以及参考输入频率与 VCO 频率之

间的关系。大多数时间内，时钟发生器都能生成准确率误差为零的输出，但有时则会添加少
量的误差。

　 　 例 如 ， 对 于

 

7 位 Q 分压器与 8 位 P 分压器而言，为了以 13.5 MHz 的输入获得 83.3330 MHz 的输出，
最好的做法就是让

 P = 179、Q = 29。由于 FREF/Q = FVCO/P（鉴相器频率），因此 FVCO 

的计算方程式为

 FVCO = P/Q × FREF。这里，FVCO = (179/29) 13.5 MHz = 83.327586 MHz。

这就是说，

VCO 频率将为 5.414 kHz，比理想的频率低 65 PPM。这对用作时钟源的晶体的

容差、温度与老化而言会增加误差。

 

　　如果我们将

P 分压器的精度 (resolution) 增加为 9 位，那么会发生什么情况呢？这使我

们能够使用更好的解决方案，这时

 P = 500、Q = 81。现在，FVCO = 500/81 × 13.5 MHz = 

83.333333 MHz，这样就得到 333 Hz，比理想频率高出 4×10-6，比此前情况下的-65 PPM