如图2所示,SET引脚的电压由一个内部偏压和PMOS晶体管的门偏置电压来控制。SET引脚电压VSET一般比V+低1.13V。

由于LTC1799对电源电压和温度变化均不敏感,因此,LTC1799具有其它晶振不具备的特点。如果Rset用数控电位器来控制,则在电路板完成后,输出频率仍可进行调整,一旦设置好,LTC1799的输出频率将非常稳定准确。而石英、陶瓷耦合器则不能调整输出频率,同时,555定时器或RC振荡器也不具有这种稳定性。

3、设计过程

当采用5V电源电压供电时,通过外部电阻RSET可将LTC1799的主控振荡器频率确定在100kHz~33MHz的范围内,而当电源电压低于4V、主控振荡器的输出频率高于10MHz时,其输出频率的准确度将变差。三态分频器DIV引脚可用于选择主控振荡器的输出是直接输出、经过10分频还是经过100分频后输出。由于LTC1799的输出频率的变化范围1kHz~33MHz(电源电压5V),因此设计过程非常简单,具体的设计过程如下:

(1)利用表1确定合适的分频比。

(2)确定好分频比N后,由于LTC1799的晶振周期和RSET电阻值呈现性关系,因此,可用下式计算最合适的RSET值。

RSET=10k·10MHz/Nfosc

其中N可取1、10和100。需要说明的是:在5V电源时,RSET的最小值为3.32kΩ;而在3V电源时,RSET的最小值为5kΩ,最大值为1MΩ。

值得注意的是,表1所示的频率范围有重叠部分。因此,在有些频点,分频比可能有两种选择。一般情况下,要用最低的主控振荡器来实现一个给定的频率fosc,因为较低的主控振荡器频率功耗较低,而且也更准确。如果产生fosc的频率输出为100kHz,可选用RSET为10kΩ,N为100(此时主控振荡器的输出频率为10MHz)来实现,也可选用RSET为100kΩ,N为10(此时主控振荡器的输出频率为1MHz)来实现。当然,选用RSET为100kΩ的电阻功耗较低,输出频率也更准确。

虽然选用LTC1799晶振设计方波信号发生器的过程非常简单,但RSET值的不准确(阻抗容差或电阻值的理想)将会降低频率准确性,因此,为了达到最好的设计性能,应选用容差为1%或0.1%的金属膜电阻来进行设计。

应用

利用MAXIM公司的200kΩ、32阶数字电位器MAX5160和LINEAR公司SOT23封装的可编程晶振芯片LTC1799,可以实现5kHz~20MHz的可编程方波频率参考源。该设计除了具有印制板尺寸小的优点外,电路只需要从微处理器获得三个控制信号DIV、Increment、Up/Down即可工作。其工作原理框图如图3所示。