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音频设备和石英晶体振荡器之间的关系

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浏览:- 发布日期:2019-04-27 09:12:29【
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音频设备在当前的社会上比较普遍的一款电子产品,其包括的产品类型也很多,一般可以分为以下几种:功放机,音箱,多媒体控制台,数字调音台,音频采样卡,合成器,中高频音箱,话筒,PC中的声卡,耳机等,其他周边音频设备:专业话筒系列,耳机,收扩音系统等.都是生活中比较常使用到.

声音基本上由模拟信号组成,其处理与衰减,噪声和恶化石英晶体振荡器问题相关.通过将原始声音传递通过模数转换器(ADC)来解决这些问题,并且所得到的数据可以作为数字声音分布在CD上或通过网络分发.然后,这些数据使用最终用户的数字音频设备中的数模转换器(DAC)进行处理,并作为模拟声音输出.

在模拟信号的数字化中,采样(*1)以特定频率执行.要以尽可能高的保真度再现声音,需要更高的采样频率(*2)和比特率(*3).今天的高分辨率声源的特点是采样频率和比特率优于用于CD的采样频率和比特率,实现真正的高保真音频再现的数字化.

数字声源 采样频率 比特率
CD声源 44.1 16位
高分辨率。声源 96kHz的 24位
192kHz的 24位
384kHz 24位

相位噪声和抖动

高分辨率声源的忠实再现需要精确的数字信号处理和模拟声音输出,同时减少数字音频设备中声源的劣化.该转换精度取决于所使用的音频设备的时钟频率的噪声特性(即,目标频率之外的频率分量).

具有零噪声的电路的时钟频谱具有直线的形式(图1).然而,实际频谱由噪声调制,其特征在于附近的额外频率分量(图2,右)称为相位噪声.

音频设备和石英晶体振荡器之间的关系

时钟频率的相位噪声会影响DAC并使时间间隔不规则.这种现象称为抖动(见下图).

音频设备和石英晶体振荡器之间的关系

准确的低噪声时钟源是必要的

在数字音频设备中,主时钟的相位噪声由于抖动而影响DAC,从而阻碍高保真音频再现.为了提高声音再现性,需要用于具有优异相位噪声特性(即低抖动)的主时钟晶体振荡器.

相位噪声表示为在晶体振荡器的原始频率之外测量的频率分量电平,并且基于原始频率的分量电平.偏移频率偏离原始频率,通常在1Hz-1MHz范围内测量.

以下是用于音频设备的石英晶体振荡器中的相位噪声示例:

ypsb3

频率稳定性(频率在延长的时间段内不会改变的特性)通常被视为石英晶体振荡器的重要特性.但是,音频设备需要短期而非长期稳定性.在这样的背景下,频率稳定性约为±30-±100ppm的SPXO(*4)通常用于主时钟.高端音频系统可能具有OCXO晶振(*5),而不是更高质量的声音.

图片

NH47M47LA图片


NZ2520SD
NZ2520SD图片


晶体振荡器的类型

OCXO 

(烤箱控制晶体振荡器)

SPXO 

(简单封装晶体振荡器)

包装尺寸 47.2×47.0×28.5毫米 2.5×2.0×0.9毫米
型号名称 NH47M47LA NZ2520SD
标称频率 45.1584MHz,49.152MHz

11.2896MHz,12.288MHz,

22.5792MHz,24.576MHz,

45.1584MHz,49.152MHz

电源电压 [V CC ] DC + 5V±5% DC + 3.3V±10%
[V 烤箱 ] DC + 5V±5% ---
目前的消费 [我CC ] 最大。60毫安 最大。6.0mA(待机时最大10μA)
[我烤箱 ] 最大。740 mA(开始时) ---
最大。210 mA(稳定时+ 25°C) ---
工作温度范围 0至+ 50°C -10至+ 70°C
频率容差 最大。±5×10 -6

最大。±30×10 -6

(总频率容差)

产量 HCMOS /双极驱动器/正弦波(可选) CMOS
目录 NH27M27LA目录 NZ2520SD目录

用于数字音频设备的低相位噪声晶体振荡器

NDK晶振为主时钟批量生产具有低相位噪声的晶体振荡器,可实现忠实的声音再现.该公司的NZ2520SDSPXO(一种具有低相位噪声的小型表面安装振荡器)被音频设备制造商和发烧友广泛使用.

在2015年,NDK还开发了DuCULoN®(双晶超低噪音OCXO),这是一个世界领先地位(内部数据,2015年6月),在市场上具有低相位噪声特性的音频设备晶体振荡器.

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