Может у меня не получится описать это совсем простыми словами (кому нужна корректность - наверняка есть книжки на тему), но я все-же попробую:
1. ФШ - понятие растяжимое, и как таковое, естественно, обладает определенным потенциалом для манипуляции.
2. Условно, можно выделить три зоны ФШ и
не все они зависят от кристалла.
а) Если чуть подробнее, то главное, что определяет шум не генератора, а самого кварцевого кристалла (для чего его и делают большим) - это его тепловой шум.
тепловой шум, приходящийся на одну степень свободы при данной температруе известен, это температура (в Кельвин) умноженная на больцмановскую константу - kT.
Вот это и есть нижний шумовой предел кварцевого резонатора. Столько шума он выдает даже без подачи питания.
Но как и везде, важен не шум, а динамический диапазон. Второй конец этой шкалы - энергия колебаний. Для кварца в вертикальном HC49 это что-то около милливатта. Для типичных частот это можно пересчитать в отношение сигнал/шум (ага, фазовый) и получится что-то около сотни дБ.
Естественно, что у "букашек" кристалл поменьше, поменьше мощность и как следствие это отношение сигнал/шум тоже меньше.
У резонаторов NDK, как следует из их сайта, вкачиваемая мощность порядка 10 мкВт. Совершенно разумная величина. Следствие, потенциальный ДД на 40 дБ ниже - ближе к 60 дБ.
Это теория, но практика чуть отъедает преимущества у больших кристаллов (не настолько хорошие крепления, выше роль дефектов кристала, необходимость отбирать и т.п.), но отыграть 40 дБ разницы - вот это уж точно из области фантастики.
НО. Это просто "интегральный" шум. Кварцевый кристалл - это ведь резонатор, фильтр, по сути. И шум, точно так-же отфильтровывается (образно говоря) на самом кварце. Очень грубо говоря, этот весь шум "запаковывается" в область шириной менее килогерца вокруг несущей. Это зависит от добротности, и для плохих кристаллов, такая область может быть много шире. Но речь о просто нормальных.
Далее, как любой фильтрованный сигнал, он не просто ослабляется, а по какому-то закону.
На графике ФШ кварца этот шум (который и определяется размером кристалла) проявляется в виде зон спада первым порядком.
Именно этот участок ФШ кварца и характеризует качество самого резонатора. Это своего рода "колено" - переход от "шумовой полки" на больших отстройках к росту ФШ на НЧ. Обычно оно расположено как раз около 1 кГц (по порядку величины).
Поэтому оценка ФШ на этой отстройке имеет смысл.
По опыту, еще лет 10 назад добротность мелких резонаторов обычно имела очень высокий разрброс. Скажем 10 раз - нормально (это не из кварцестроения, но делали там-же). Как следствие и кварцы могли иметь совершенно разную ширину зоны повышенного ФШ.
Т.е. всегда можно было отобрать осцилляторов, отличающихся на этих частотах в десяток раз (20 дБ). Соответственно, вопрос, что выдавать в качестве параметров - типовое значение, +/- гарантированное или "хорошее"
Я не очень следил, но вроде как последнее время разброс в маленьких резонаторах научились делать меньше.
Но так или иначе, кроме как промером, причем не одного экземпляра, а нескольких, характеризовать качество кварца не получится.
б) - выше "колена" - зона ФШ стабильного по уровню. ИМХО, понятно, что у нормальных кварцев это просто "шумовая полка" шума тракте при измерении. И что будет в реальности, никак с цифрами в этой зоне не связанно. Потому ее можно тупо игнорировать.
Опять-же, если считать джиттер, то его фактическая величина для кварцев как раз и определяется в основном тем, сколько частот ниже "колена" оказалось в области даипазона оценки джиттера. Т.е. это как-бы известно практически, даже если не оговаривается отдельно.
Конечно, для оценки качества важно, чтоб в этой области не наблюдалось криминала, но по сути, для нормальных кварцев, будет ли показано -155 дБc/Гц или -175 дБc/Гц - разницы особой нет. Ну конечно кроме того, что "красивые циферки" привлекательнее (это к слову от ФШ на отстройках 100 кГц).
в) От "колена" и ниже - область в которой проявляют себя шумы схемы возбуждения колебаний. Белый тепловой шум активных сопротивлений (в том числе и ESR кварца), фликкер-шум активных элементов, все это преломляется 1/f характеристикой кварца (повышается порядок роста к НЧ), и в такой форме добавляется к ФШ.
Поэтому на НЧ ФШ растет довольно круто, но характеризует это уже скорее схему раскачки, чем сам осциллятор.
Здесь есть конечно определенная свобода творчества, и резерв улучшения характеристик.
***
Ну и суммируя.
Я так понимаю, что обычно применяемая область, в которой и выдается харакеристика ФШ (отстройки от 12 кГц и выше) важна для конкретных применений. Чтобы в этой области было все хорошо, достаточно, чтобы кварц был нормального качества, это скорее вопрос для всяких синтезаторов частот.
* Никто особо не сомневается, что мелкие СМД-кварцы формально вполне вписываются в требования достаточности обеспечения параметров аудиотракта.
* Вопрос влияния на звук - не очень однозначный. В привычных терминах (ДД, С/Ш) достаточно очень скромных параметров, которые может обеспечить что угодно, вплоть до резонаторов в составе СПДИФ-приемников.
* Интегральное качество кварца для аудио "аудиофилами" принято оценивать по НЧ скату ФШ (1)10 - (100)1000 Гц. В этой области важно качество кристалла, схемы раскачки, не стоит забывать про разброс параметров кварцев. Большие кристаллы, по умолчанию имеют значительную фору.
* Вопрос того, насколько важен и как именно субъективно проявляет себя ФШ на малых отстройках, насколько известно, никем систематически не исследовался. А потому по-прежнему является почвой для холиваров.
* Измерений ФШ мелких кварцев в "аудиофильской" области (до отстроек ~ 1 Гц на НЧ) по прежнему нет. Предпосылок того, что они будут там очень хороши - тоже. А значит срач на тему, по прежнему актуален
[свернуть]
Простой ЦАП на PCM63(PCM58) для I2SoverUSB
Ответить с цитированием
Сообщение от EDDiE
Социальные закладки