怎樣降低高端音頻系統(tǒng)晶體振蕩器噪聲這是值得沉思的問題
　　現(xiàn)在我國正在努力朝數(shù)字化,智能化社會發(fā)展,這是科技強(qiáng)國興起的必走之路,但是如何提高音頻設(shè)備的性能這是一個重要問題,無論是什么產(chǎn)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(chǎn)品工作性能的關(guān)鍵作用,應(yīng)用一顆優(yōu)質(zhì)的振蕩器,對降低相位噪聲對很大的幫助,以下是音頻設(shè)備應(yīng)用振蕩器的方案全部內(nèi)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(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)來解決這些問題,然后可以將所得數(shù)據(jù)作為數(shù)字聲音分發(fā)到CD上或通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā).然后,使用最終用戶的數(shù)字音頻設(shè)備中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)處理這些數(shù)據(jù),并將其作為模擬聲音輸出.在模擬信號的數(shù)字化中,以一定的頻率進(jìn)行采樣(*1).為了盡可能高地再現(xiàn)聲音,需要更高的采樣頻率(*2)和比特率(*3).當(dāng)今的高分辨率聲源的特征在于,采樣頻率和比特率優(yōu)于CD所用的采樣率和比特率,從而實現(xiàn)了數(shù)字化,以實現(xiàn)真正的高保真音頻再現(xiàn).

數(shù)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

　　忠實地再現(xiàn)高分辨率聲源需要精確的數(shù)字信號處理和模擬聲音輸出,同時減少數(shù)字音頻設(shè)備中聲源的劣化.該轉(zhuǎn)換精度取決于所使用的音頻設(shè)備的時鐘頻率的噪聲特性(即,目標(biāo)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(xiàn)實生活中的頻譜是由噪聲調(diào)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(guī)則.這種現(xiàn)象稱為抖動(請參見下圖).

準(zhǔn)確的低噪聲時鐘源是必要的
　　在數(shù)字音頻設(shè)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(xiàn).為了增強(qiáng)聲音的可再現(xiàn)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(nèi)測量.
　　頻率穩(wěn)定性(頻率在延長的時間內(nèi)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(shè)備需要短期而不是長期的穩(wěn)定性.在這樣的背景下,通常將頻率穩(wěn)定度約為±30~±100ppm的SPXO(*4)用作主時鐘.高端音頻系統(tǒng)可能會配備OCXO(*5)來獲得更高質(zhì)量的聲音.
用于數(shù)字音頻設(shè)備的低相位噪聲晶體振蕩器
　　NDK晶振為主時鐘批量生產(chǎn)具有低相位噪聲的晶體振蕩器,從而能夠忠實地再現(xiàn)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(shè)備制造商和發(fā)燒友廣泛使用.在2015年,NDK還開發(fā)了DuCULoN®(雙晶超低噪音OCXO),這是一個世界領(lǐng)先地位(內(nèi)部數(shù)據(jù),2015年6月),在市場上具有低相位噪聲特性的音頻設(shè)備晶體振蕩器.
以下是音頻設(shè)備的NDK晶體振蕩器中的相位噪聲示例:

技術(shù)參數(shù)表:

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(biāo)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％
電源電壓	[Voven]	直流+5V±5％	---
電流消耗	[ICC]	最高60mA	最高6.0mA(待機(jī)期間最大10μA)
	[Ioven]	最高740mA(啟動時)	---
	[Ioven]	最高210mA(穩(wěn)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(qū)動器/正弦波(可選)	CMOS

[詞匯解釋]
　　采樣:以一定間隔對模擬信號進(jìn)行量化的過程
　　采樣頻率:每秒執(zhí)行的轉(zhuǎn)換數(shù)以數(shù)字化模擬信號.CD的采樣頻率為44.1kHz,代表每秒44,100次轉(zhuǎn)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(bǔ)償或溫度控制的類型.用于時鐘生成目的的小型SPXO產(chǎn)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(jié)構(gòu),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(tǒng)以及測量儀器的通信基站.
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