CPU的時鐘頻率從何而來,是誰在產生頻率
晶振同時也是給電腦時鐘提供穩定的是時鐘信號,保持時間走時精準無誤,在電腦中,晶振還應用到哪些地方呢?
一首美妙的樂曲會有一個主旋律,而電腦的主旋律就是CPU的時鐘頻率。它們從何而來?又是誰在產生。我們可以將頻率源的時鐘信號發生器看作電腦的心臟。只有心臟跳動起來,電腦才能工作。我們說過晶振是各板卡的心跳發生器,毋庸置疑這里說的產品頻率的就是我們的晶振,晶振是一種頻率元件。它的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環電路配合使用,以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。
芯片本身通常并不具備時鐘信號源,因此須由專門的時鐘電路提供時鐘信號,石英晶體振蕩器(Quartz Crystal OSC)就是一種最常用的時鐘信號振蕩源。
石英晶振就是純凈的二氧化硅,是二氧化硅的單晶體,即我們常說的水晶。石英晶體有天然(Crude)晶體和人工合成(synthetic)晶體兩種。天然石英晶體的雜質含量和形態等大多并不統一,因此電子線路中的晶體振蕩器多使用人造石英晶體。
從一塊晶體上按一定的方位角切下薄片(稱為“晶片”),在晶片的兩個表面上涂覆一層薄薄的銀層后接上一對金屬板,焊接引腳,并用金屬外殼封裝,就構成了石英晶體振蕩器
石英晶體振蕩器的頻率穩定度可達10^-9/日,甚至10^-11。例如10MHz的振蕩器,頻率在一日之內的變化一般不大于0.1Hz。因此,完全可以將晶體振蕩器視為恒定的基準頻率源(石英表、電子表中都是利用石英晶體來做計時的基準頻率)。從PC誕生至現在,主板上一直都使用一顆14.318MHz的石英晶體諧振器作為基準頻率源。至于始終沿用14.318MHz這個頻率的原因,或許是保持兼容性的需要吧。 主板上除了這顆14.318MHz的晶振,還能找到一顆頻率為32.768MHz的晶振,它被用于實時時鐘(RTC)電路中,顯示精確的時間和日期。32.768K晶振通常用于數字電路板,提供穩定的時鐘信號。泰河電子32.768K石英晶振月產量已達9000W只,單純只是32.768K晶振的產量。在電腦主板可以看到好幾顆晶振排列在一起。電腦中的CPU,AGP插槽、PCI插槽、硬盤接口、USB端口和PS/2端口等在通信速度上有很大差異,所以需要提供不同的時鐘頻率。
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