采樣率(Sampling Rate)用于描述將模擬信號轉換為數字信號時,每秒采集多少個數據點。其單位為Hz。采樣率決定了信號還原的清晰度。采樣率越高,信號捕捉越細致,同時對系統和寬帶要求也會更多。
以下常見應用的采樣率:
電話語音:8kHz
FM廣播:32kHz
CD音質:44.1kHz
專業音頻:48kHz / 96kHz
數據采集/工業IoT:1kHz~100kHz
如何選擇晶振的頻率
晶振作為系統的“時間基準”,決定了所有時序及定時的基礎。采樣時鐘一般來自晶振,經過"定時器"或“分頻器”實現采樣頻率。
假設需要20kHz采樣時,我們可選擇1MHz、2MHz、4MHz等標準頻率晶振,再用“定時器”或“分頻電路”設定相應的整數分頻系數。
1MHz | 50 | 適合大部分MCU |
2MHz | 100 | 易于實現,常用于簡便設計 |
4MHz | 200 | 被多數STM32/AVR等支持 |
8MHz | 400 | 通用音頻、信號采集等 |
10MHz | 500 | 工控、精密采集 |
12MHz | 600 | 兼容USB/部分音頻系統 |
晶振頻率 | 分頻系數 | 應用 |
晶振的頻率如果等于采樣率乘以一個整數,可以簡化硬件設計,并且保證采樣的精度。
如果將 12.288MHz 直接分頻成 20kHz,會得出 12,288,000 / 20,000 = 614.4。一個不是整數的頻率。這種情況下,我們需要“小數分頻”、“PLL”或“高端FPGA/MCU” 等復雜方案,從而增加系統的設計難度和硬件成本。
用無源晶振還是有源晶振?
無源晶振更適合日常采樣類應用,比如音頻、傳感器采集,成本較低。
如果對時鐘精度、抖動性能要求高,比如在通信、同步控制、工業網等應用中,KOAN凱擎小妹建議使用有源晶振,因為輸出更穩定,啟動更快。
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 / 提供多種引腳數封裝(3/4/6腳),適用于不同板型設計。
KOAN晶振
我們提供無源晶振和有源晶振,覆蓋多種規格尺寸,現貨充足,以滿足客戶需求。我們的產品質量和技術處于行業領先水平。公司致力于精細化質量管理,以滿足客戶對高端產品的需求。
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原文標題:采樣率與晶振頻率選型
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