怎样降低高端音频系统晶体振荡器噪声这是值得沉思的问题
　　现在我国正在努力朝数字化,智能化社会发展,这是科技强国兴起的必走之路,但是如何提高音频设备的性能这是一个重要问题,无论是什么产品都是由不同的东西组合的,石英晶体振荡器就是其中比较重要的一种.而且可以起到提升产品工作性能的关键作用,应用一颗优质的振荡器,对降低相位噪声对很大的帮助,以下是音频设备应用振荡器的方案全部内容.
　　声音基本上由模拟信号组成,其处理过程涉及衰减,噪声和劣化问题.通过将原始声音通过模数转换器(ADC)来解决这些问题,然后可以将所得数据作为数字声音分发到CD上或通过网络分发.然后,使用最终用户的数字音频设备中的数模转换器(DAC)处理这些数据,并将其作为模拟声音输出.在模拟信号的数字化中,以一定的频率进行采样(*1).为了尽可能高地再现声音,需要更高的采样频率(*2)和比特率(*3).当今的高分辨率声源的特征在于,采样频率和比特率优于CD所用的采样率和比特率,从而实现了数字化,以实现真正的高保真音频再现.

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

　　忠实地再现高分辨率声源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形式(图1,右).但是,现实生活中的频谱是由噪声调制的,其特征是附近存在一个额外的频率分量(图2,右),称为相位噪声.

　　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(请参见下图).

准确的低噪声时钟源是必要的
　　在数字音频设备中,主时钟的相位噪声会因抖动而影响DAC,从而阻碍了高保真音频的再现.为了增强声音的可再现性,需要具有出色相位噪声特性(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原始频率之外测得的频率成分水平,并基于原始频率的成分水平.有源晶振偏移频率是与原始频率的偏差,通常在1Hz-1MHz的范围内测量.
　　频率稳定性(频率在延长的时间内不会变化的特性)通常被视为晶体振荡器的重要属性.但是,音频设备需要短期而不是长期的稳定性.在这样的背景下,通常将频率稳定度约为±30~±100ppm的SPXO(*4)用作主时钟.高端音频系统可能会配备OCXO(*5)来获得更高质量的声音.
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,从而能够忠实地再现声音.该公司的NZ2520SD-SPXO(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.
以下是音频设备的NDK晶体振荡器中的相位噪声示例:

技术参数表:

图片
晶体振荡器的类型		OCXO (恒温晶体振荡器)	SPXO (简单封装的晶体振荡器)
包装尺寸		47.2×47.0×28.5mm	2.5×2.0×0.9mm
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	[VCC]	直流+5V±5％	直流+3.3V±10％
电源电压	[Voven]	直流+5V±5％	---
电流消耗	[ICC]	最高60mA	最高6.0mA(待机期间最大10μA)
	[Ioven]	最高740mA(启动时)	---
	[Ioven]	最高210mA(稳定时+25℃)	---
工作温度范围		0~+50℃	-10~+70℃
频率公差		最高±5×10-6	最高±30×10-6(整体频率公差)
输出量		HCMOS/双极驱动器/正弦波(可选)	CMOS

[词汇解释]
　　采样:以一定间隔对模拟信号进行量化的过程
　　采样频率:每秒执行的转换数以数字化模拟信号.CD的采样频率为44.1kHz,代表每秒44,100次转换.
　　比特率:每秒处理的信息量.
　　SPXO(简单封装的晶体振荡器):具有基本元素且没有温度补偿或温度控制的类型.用于时钟生成目的的小型SPXO产品归类为晶体时钟振荡器.
　　OCXO(烤箱控制的晶体振荡器):基于使用恒温器腔室保持振荡器中晶体单元周围温度的结构,可提供高精度的类型.OCXO晶振常用于移动电话和其他通信系统以及测量仪器的通信基站.
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