电子电路中的时钟源

没有规矩，不成方圆。对于时序电路来说，这个“规矩”就是时钟源。一个准确的时钟源能够让整个电路按照设计好的时序工作，而如果这个"规矩"不准确，电路就会出现问题。和整个电子世界的发展一样，时钟源的发展也和电子技术的发展紧密相连。

RC振荡电路实验

最初的时钟源就是LC、RC振荡回路，它们因为其简单的设计和应用方式成为了第一种可用来计时的电路。但因其精度较低、频率不稳定易受外界条件的影响等原因，现已不再广泛使用。在部分集成电路中，RC振荡器还作为一种补充存在于芯片的内部。

之后，人们发现了石英晶体的作用，将晶体按照一定的规格切割后，施加一定的电压，晶体将会产生机械振动，进而产生特定频率的电压信号。这个信号比较稳定，并且可以通过温度补偿的方式来减小外界温度对振荡频率的影响。这种利用石英晶体来构建成的振荡器被称作晶体振荡器。

晶体振荡器大家一定不会陌生

对于晶体振荡器来说，一旦内部晶体切割好后，晶振就只能产生一种固定频率的信号。而如果想要产生其他频率的信号，则需要一种可变的振荡器。对于想要在较小频率内变化频率的振荡器，可以利用晶体的负载电容改变时，振荡频率也随之改变的特性来制造电压控制晶体振荡器（VCXO）。这种振荡器的频率可以在较小范围内随电压的改变而改变。

那么，大范围的频率改变又该怎样制作呢？

下一步出现在舞台上的是锁相环频率合成技术，锁相环内部包含一个能在一定范围内产生信号的压控振荡器、环路滤波器和重要的鉴相器组成。压控振荡器首先产生一个振荡信号，经过分频后与输入信号比较，产生进一步控制压控振荡器的信号电压。这就大大拓展了锁相环频率合成的输出范围。

锁相环虽然好，但是“跟踪”到输入信号的时间相对还是较长，而且频率的分辨率也受制于鉴相器，整体的频率分辨率不高。随着通信技术的不断发展，渐渐地这种频率合成方式也不能够满足需求。

后来，就有了DDS……

采用DDS技术的频率合成模块

直接数字频率合成技术（DDS）是一种非常简单粗暴却有效的频率合成技术。它通过数字查表的方式“计算”出正弦波在某一时刻的值，并将数字值赋予DDS内部的DAC转换为模拟量输出。实现频率的合成。运算速度不同，所能够提供的最高输出也不同。比如工作频率为1GHz时，芯片约可直接合成0~400MHz范围内的任一频率的正弦波信号并输出。这是传统合成方式难以做到的，也是随着电子技术的不断发展，才能够完成的任务。

现在，多种频率合成技术均在电路设计中占有一席之地，更多种多样的时钟源已经开始为电子设计而服务，包括GPS授时、原子钟等形式的时钟源已经成为了某种特殊应用下的时钟源选择。人们对于频率的准确要求推动了时钟源的进步，而时钟源的进步则反过来为人类文明的进一步发展做出贡献。