DS1086擴(kuò)頻經(jīng)濟(jì)振蕩器?可用于減少輻射發(fā)射 （EMI），而不必通過(guò)添加額外的組件（如 EMI 屏蔽、電纜屏蔽或 EMI 濾波器）來(lái)增加系統(tǒng)成本。通過(guò)對(duì)輸出頻率進(jìn)行抖動(dòng)，基頻分布在一定頻率范圍內(nèi)，從而降低發(fā)射峰值的幅度。本應(yīng)用筆記將展示DS1086如何與兩個(gè)常見(jiàn)的微控制器（8051和PIC）連接。將討論設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，因?yàn)殡S著抖動(dòng)引入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解抖動(dòng)可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。除了降低EMI之外，本文還討論了使用DS1086代替晶體振蕩器的其他優(yōu)點(diǎn)。

擴(kuò)頻輸出

DS1086能夠降低輻射發(fā)射峰值。輸出頻率可以比編程頻率低2%或4%抖動(dòng)。雖然抖動(dòng)使能時(shí)輸出頻率會(huì)發(fā)生變化，但占空比不會(huì)改變。

圖1顯示了無(wú)抖動(dòng)的DS1086信號(hào)與使能1086%抖動(dòng)的DS4信號(hào)之間的比較。抖動(dòng)信號(hào)顯示振幅降低約16dB。以94MHz為例（僅用于說(shuō)明目的），4%抖動(dòng)信號(hào)的范圍為90.24MHz至94MHz，因?yàn)轭l率總是抖動(dòng)。2%抖動(dòng)信號(hào)的范圍為92.12MHz至94MHz。

圖1.時(shí)鐘頻譜比較。

三角波發(fā)生器將偏移元件注入主振蕩器以抖動(dòng)其輸出。抖動(dòng)速率（參見(jiàn)公式1）基于主振蕩器頻率，用戶(hù)可以在66MHz至133MHz范圍內(nèi)編程。

主振蕩器頻率為66MHz時(shí)，三角波的抖動(dòng)率為16.1kHz。周期為62.06μs，如圖2所示。三角波的峰值在66MHz和66MHz之間變化 - 4%（63.36MHz）。由于抖動(dòng)速率很小，因此輸出頻率在周期之間看起來(lái)幾乎是固定的。

圖2.抖動(dòng)率。

在DS1086中，抖動(dòng)由預(yù)分頻器寄存器中的J0位控制，當(dāng)SPRD引腳連接高電平時(shí)使能。當(dāng)預(yù)分頻器設(shè)置為 1 時(shí)，會(huì)發(fā)生最大頻譜衰減。預(yù)分頻器中使用的每2倍，頻譜衰減降低7.2dB。發(fā)生這種情況是因?yàn)轭A(yù)分頻器的分頻器功能傾向于在創(chuàng)建較低頻率時(shí)平均抖動(dòng)。然而，最嚴(yán)格的頻譜發(fā)射限制是在預(yù)分頻器設(shè)置為低分頻比的較高頻率上施加的。

使用DS1086作為微控制器時(shí)鐘

DS1086用作微控制器時(shí)鐘時(shí)，可以工作在兩種不同的模式。模式是處理器控制模式和獨(dú)立模式。下面將更詳細(xì)地介紹這兩種模式以及設(shè)計(jì)考慮因素，在使用微控制器實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻振蕩器時(shí)應(yīng)解決這些問(wèn)題。

處理器控制模式

圖3所示為DS1086作為處理器控制模式下8051和PIC微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘。該圖還說(shuō)明了如何在一條公共總線(xiàn)上使用多個(gè)DS1086器件。每個(gè)微控制器彼此獨(dú)立，盡管相同的2線(xiàn)主控制器控制兩個(gè)微控制器。

圖3.DS1086作為8051和PIC微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘。

為了使2線(xiàn)主站與DS1086通信，每個(gè)DS1086都需要有自己唯一的器件地址。為了限制封裝的大小，沒(méi)有外部地址引腳。器件地址由ADDR寄存器中的三個(gè)地址位A2、A1和A0設(shè)置（見(jiàn)圖4）。設(shè)備地址出廠(chǎng)默認(rèn)值為 000b。DS1086可以設(shè)置為000b和111b之間的任何地址。如果多個(gè)DS1086器件位于同一條總線(xiàn)上，如圖3所示，它們的地址必須是唯一的。1086系統(tǒng)中的DS8051器件地址為000b，PIC系統(tǒng)中的DS1086器件地址為001b。

獨(dú)立模式

DS1086可替代晶體振蕩器。圖5所示為DS1086和8051微控制器處于獨(dú)立模式。PIC 也可以在獨(dú)立模式下使用。在獨(dú)立模式下，DS1086可以編程一次，然后通過(guò)電阻將SCL和SDA引腳連接高電平。

圖5.獨(dú)立模式。

如果DS1086永遠(yuǎn)不會(huì)在電路內(nèi)編程，即使在生產(chǎn)測(cè)試期間也是如此，則不需要上拉電阻，信號(hào)可以直接連接到電源。這簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，因?yàn)樗璧慕M件更少，并且不需要軟件。缺點(diǎn)是DS1086不重新設(shè)計(jì)硬件就無(wú)法輕松編程。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

當(dāng)使用擴(kuò)頻振蕩器作為基于微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，需要解決以下問(wèn)題：

系統(tǒng)對(duì)頻率變化的接受程度如何？

哪些DS1086規(guī)格可能會(huì)影響微控制器？

微控制器時(shí)鐘的容差是多少？

會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量嗎？

微控制器對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)置和保持時(shí)間的規(guī)格有多嚴(yán)格？

微控制器時(shí)序計(jì)算應(yīng)該在什么頻率下進(jìn)行？

同步時(shí)鐘會(huì)用于時(shí)鐘恢復(fù)嗎？

與晶體振蕩器相比，DS1086具有優(yōu)勢(shì)

使用DS1086代替晶體振蕩器有很多優(yōu)點(diǎn)。由于DS1086具有擴(kuò)頻輸出，當(dāng)頻率抖動(dòng)比編程頻率低2%或4%時(shí)，輻射發(fā)射峰會(huì)降低。DS1086的輻射發(fā)射（均方根電壓）比晶體振蕩器降低20dB。圖6所示為晶體振蕩器和DS1086（使能4%抖動(dòng)）的時(shí)鐘頻譜幅度差異。

圖6.DS1086與晶體振蕩器的頻譜比較

用戶(hù)還可以輕松即時(shí)更改輸出頻率。可編程振蕩器無(wú)需購(gòu)買(mǎi)大量不同頻率的晶體振蕩器。此外，經(jīng)濟(jì)振蕩器不需要諧振電路，因?yàn)樗m用于需要高頻的系統(tǒng)中的晶體振蕩器。

DS1086也不易受到振動(dòng)的影響，具有關(guān)斷模式，封裝尺寸比某些晶體振蕩器更小。DS1086采用8引腳150mil SO封裝。8 引腳 118mil μSOP 是未來(lái)的產(chǎn)品。

結(jié)論

DS1086可代替晶體振蕩器用作微控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘，以降低發(fā)射峰。本應(yīng)用筆記將DS1086作為兩種常用微控制器（8051和PIC）的時(shí)鐘。

審核編輯：郭婷