采樣率(Sampling Rate)用于描述將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)時(shí),每秒采集多少個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。其單位為Hz。采樣率決定了信號(hào)還原的清晰度。采樣率越高,信號(hào)捕捉越細(xì)致,同時(shí)對(duì)系統(tǒng)和寬帶要求也會(huì)更多。
以下常見應(yīng)用的采樣率:
電話語音:8kHz
FM廣播:32kHz
CD音質(zhì):44.1kHz
專業(yè)音頻:48kHz / 96kHz
數(shù)據(jù)采集/工業(yè)IoT:1kHz~100kHz
如何選擇晶振的頻率
晶振作為系統(tǒng)的“時(shí)間基準(zhǔn)”,決定了所有時(shí)序及定時(shí)的基礎(chǔ)。采樣時(shí)鐘一般來自晶振,經(jīng)過"定時(shí)器"或“分頻器”實(shí)現(xiàn)采樣頻率。
假設(shè)需要20kHz采樣時(shí),我們可選擇1MHz、2MHz、4MHz等標(biāo)準(zhǔn)頻率晶振,再用“定時(shí)器”或“分頻電路”設(shè)定相應(yīng)的整數(shù)分頻系數(shù)。
1MHz | 50 | 適合大部分MCU |
2MHz | 100 | 易于實(shí)現(xiàn),常用于簡(jiǎn)便設(shè)計(jì) |
4MHz | 200 | 被多數(shù)STM32/AVR等支持 |
8MHz | 400 | 通用音頻、信號(hào)采集等 |
10MHz | 500 | 工控、精密采集 |
12MHz | 600 | 兼容USB/部分音頻系統(tǒng) |
晶振頻率 | 分頻系數(shù) | 應(yīng)用 |
晶振的頻率如果等于采樣率乘以一個(gè)整數(shù),可以簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì),并且保證采樣的精度。
如果將 12.288MHz 直接分頻成 20kHz,會(huì)得出 12,288,000 / 20,000 = 614.4。一個(gè)不是整數(shù)的頻率。這種情況下,我們需要“小數(shù)分頻”、“PLL”或“高端FPGA/MCU” 等復(fù)雜方案,從而增加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度和硬件成本。
用無源晶振還是有源晶振?
無源晶振更適合日常采樣類應(yīng)用,比如音頻、傳感器采集,成本較低。
如果對(duì)時(shí)鐘精度、抖動(dòng)性能要求高,比如在通信、同步控制、工業(yè)網(wǎng)等應(yīng)用中,KOAN凱擎小妹建議使用有源晶振,因?yàn)檩敵龈€(wěn)定,啟動(dòng)更快。
KOAN無源晶振 -- MHz
01貼片無源晶體
四腳貼片無源:
KX32 (3.2x2.5mm) / 8~125MHz
KX50 (5.0x3.2mm) / 8~125MHz
KX70 (7.0x5.0mm) / 6~200MHz
兩腳貼片諧振器:
KX502 (5.0x3.2mm) / 8~125MHz
KX602 (6.2x3.5mm) / 8~40MHz
KX702 (7.2x5.2mm) / 7.37~70MHz
KX802 (8.0x4.5mm) / 4~70MHz
02HC-49系列晶體
HC-49晶振系列:
KX49S (HC-49S) / 3.5~80MHz
KX49U (HC-49U) / 1.8~210MHz
KX49M (HC-49M) / 3.5~70MHz / 提供多種引腳數(shù)封裝(3/4/6腳),適用于不同板型設(shè)計(jì)。
KOAN晶振
我們提供無源晶振和有源晶振,覆蓋多種規(guī)格尺寸,現(xiàn)貨充足,以滿足客戶需求。我們的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。公司致力于精細(xì)化質(zhì)量管理,以滿足客戶對(duì)高端產(chǎn)品的需求。
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原文標(biāo)題:采樣率與晶振頻率選型
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