如今，打开任何电子产品，你都会发现一个晶体振荡器驱动微控制器，为任意数量的离散时间电路提供时基或时钟。晶体振荡器提供了一个价格合理、高度稳定的时间基础。它们相对容易使用，并且可以在越来越小的包中使用。因此，古老的晶体振荡器已成为一种基于时间的解决方案。设计师通常甚至不考虑询问这是否是问题的最佳解决方案，而事实上，晶体振荡器并非没有缺点。它们可能耗电，不灵活，占用电路板空间，最重要的是，它们是冲击敏感元件。

输入LTC6903和LTC6904。这些可编程振荡器提供了更小，更可靠和更通用的时钟解决方案。在一个小的MS8封装中，ltc6903和LTC6904比几乎所有晶体振荡器使用更少的电路板空间。晶体振荡器包含石英晶体，对机械冲击敏感，而LTC6903和ltc6904是完全电子器件，对振动和机械冲击相对不敏感。虽然晶体振荡器输出设定频率，但theLTC6903和LTC6904在1kHz和68MHz之间完全可编程。频率由16位控制字通过串行端口设置，通常精确到1.1%以内，分辨率为0.1%或更好。

设备描述

LTC6903和LTC6904是电阻控制振荡器，类似于流行的LTC1799。这些新的振荡器提供一个集成的串行电阻dac和一组数字分频器，如图1所示。

LTC6903通过spi兼容的3线串行端口接收命令，LTC6904通过I(2) c兼容的2线串行端口通信。串行端口位映射如图2所示。十个DAC位控制电阻DAC，四个octbit控制输出分频器，两个MODE位控制输出。tc6904可以响应两个不同的串行端口地址之一(由其ADR引脚的状态设置)。

电阻DAC的线性范围从R到2R，其中R被修剪数字可编程振荡器比晶体振荡器更小，更坚固，更通用性，使振荡器的频率范围为34MHz至68MHz:

振荡器频率与dac的电阻成反比。在刚好高于34MHz的频率下，步长为16.6kHz。在立即低于68MHz的频率下，步长为66.4kHz。步长在频率的0.05%到0.1%之间变化。输出分频器将内部振荡器频率除以2(N)，其中N的取值范围为0到15。N是从控制字的八位计算出来的，并且是这些位的补码。N值越高(OCT值越低)，输出频率越低。OCT和DAC位的组合成一个14位控制字提供了简单和一致的接口，其中更高的控制码总是导致更高的频率。在所有控制码中，LTC6903/LTC6904保证是完全单调的。

输出引脚由输出控制位MODE1和mode0控制。任何一个输出都可以通过这些位禁用。当两个输出都通过模式控制位禁用时，内部振荡器也被禁用。OE引脚也可用于异步禁用任一输出，而无需完全关闭振荡器。

应用程序示例

最小电路

LTC6903和LTC6904除了小型电源旁路电容外，不需要外部元件。为了获得最佳性能，该电容应具有低串联电阻，并直接安装在电源引脚附近。图3所示的最小电路在通电后产生1.039kHz的振荡器频率。LTC6903/ ltc6904集成了电源上电复位电路，该电路在电源首次应用时将控制代码设置为全零。其他频率可以通过串口设置。

计算频率码

为了设置频率，必须计算OCT码和DAC码。OCT码可以从表1中选择，也可以计算为:

其中f是期望频率的固有频率。

当使用该方程时，有必要将OCT代码四舍五入(截断)到最接近的整数。

DAC代码为:

其中f是期望的频率，而OCT是先前确定的doct代码。

将DAC代码四舍五入到最接近的整数值，向上或向下。频率可以通过以下公式从OCT和DAC设置中计算出来:

例如，要设置1.00 mhz的频率，首先选择表1中的OCT码或根据上面的公式[1]计算OCT。

对于另一个oct代码9，向下舍入(截断)。接下来，计算dac代码:

四舍五入到最接近的整数，DAC代码是959。

通过将结果代入公式[2]来验证计算结果:

为了确定LTC6903/LTC6904的16位控制字，必须选择模式控制位MODE0和MODE1的值。将mode0和MODE1设置为“0”，即可使能两个输出。

控制字由OCT, DAC和MODE控制位组成:OCT·2(12)+ DAC·2(2)+ MODE，或9·2(12)+ 959·2(2)+ 0 = 40,700，或二进制1001111011111100。

图4显示整个控制字范围内的频率分辨率大致与设置频率成正比。

编写控制代码

LTC6903可以通过其spi兼容的串行端口进行配置。类似地，LTC6904可以通过其I(2) c -compatible2线串行端口寻址。设置两个串行端口，以便在8位块中完成串行传输，首先传输theMSB。因此，仅将单个字节写入串行端口将导致最重要的字节被更改。另外，字节在被接收时被写入寄存器，因此在写入第一个字节和第二个字节之间的暂停可能会暂时导致意外的频率输出。

驱动负载

LTC6903和LTC6904输出驱动器呈现45欧姆的低输出阻抗，并且能够驱动高达1k欧姆和100pFat频率的实质性电阻和电容速度，最高频率为1MHz。在更高的频率下，必须考虑两种效应。首先，容性负载所呈现的阻抗成为影响输出波形形状的重要因素。在68MHz的最大工作频率下，为了实现全摆幅，建议输出负载为5pf或更小。其次，在高频率下通过输出驱动器的电流在容性负载下变得过大。这导致大大增加的功耗，并将有助于频率不准确在大约1MHz以上的频率。在5V电源下，每个输出驱动器在68MHz下每5pF负载消耗1.7 ma。这只是计算在68mhz下将输出负载电容充电和放电到5V所需的能量，公式如下:

推荐的5pF负载相当于两个HC CMOS逻辑输入，并且大大小于标准示波器探头的12pf -15pF。还建议连接到lttc6903 /LTC6904的输出应保持短于5cm，以减少传输线效应的振铃和反射。

抖动

晶体振荡器通常具有低抖动的低频精度。通过这些措施，tc6903和LTC6904没有达到晶体振荡器的水平，但它足以使其在大多数应用中成为一个很好的选择，特别是当尺寸，耐用性很重要时。

在标称电源和温度条件下，频率精度在1kHz时修剪为0.75%。DAC在频率设置上的变化增加了0.35%，而在0°C-70°c之间的温度变化增加了0.9%，在温度和设置上的总变化为2%。电源的变化，主要是在电源范围的上端，造成额外的0.25%的不准确性，在所有条件下减少到2.25%。

由于在低频工作时使用了大量的分频器，LTC6903能够在高达500kHz的频率下提供小于0.1%的典型峰对峰抖动，在高达8.5 mhz的频率下提供小于0.4%的典型峰对峰抖动。在68MHz时，抖动增加到略低于3%，因为分频器的平均效应不存在。这些规格是可接受的，但最苛刻的精密定时应用。

一个可调的低通滤波器

LTC6903和LTC6904非常适合与开关电容器件(如滤波器和数据转换器)接口。图6中的可调lowpass滤波器是一个非典型示例。使用ltc6903与ltc1569 -7可调谐滤波器相结合，可以在任何地方产生低通频率响应，从94Hz到300kHz，分辨率为0.1%，使用仅由两个小型集成电路组成的电路，除了两个10%电阻和电源旁路电容器之外没有外部组件。

通过使用前面给出的公式在5v电源下在3kHz到9.5MHz的频率范围内调谐LTC6903，可能会出现94Hz到300kHz之间的拐角频率。组合电路的电流消耗通常为10mA，其中大部分是在LTC1569-7可调通滤波器中。

结论

尽管基于晶体的振荡器多年来一直主导着时序和时钟市场，但LTC6903 (I(2)C)和LTC6904 (SPI)提供了更小，更灵活，更强大和更低功耗的解决方案。通过串行端口从1kHz-68MHz频率范围中选择频率很简单，并且两个设备都可以在很宽的电源电压范围内工作。