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波特率与晶振有什么关系?

2017年12月07日 15:48 网络整理 作者: 用户评论(0

  1、波特率介绍

  单片机或计算机在串口通信时的速率。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化,即单位时间内载波参数变化的次数,如每秒钟传送240个字符,而每个字符格式包含10位(1个起始位,1个停止位,8个数据位),这时的波特率为240Bd,比特率为10位*240个/秒=2400bps。又比如每秒钟传送240个二进制位,这时的波特率为240Bd,比特率也是240bps。(但是一般调制速率大于波特率,比如曼彻斯特编码)。波特率,可以通俗的理解为一个设备在一秒钟内发送(或接收)了多少码元的数据。它是对符号传输速率的一种度量,1波特即指每秒传输1个码元符号(通过不同的调制方式,可以在一个码元符号上负载多个bit位信息),1比特每秒是指每秒传输1比特(bit)。 单位“波特”本身就已经是代表每秒的调制数,以“波特每秒”(Baud per second)为单位是一种常见的错误。

  作用:

  为了在彼此之间通讯,调制解调器必须使用相同的波特率进行操作。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率,则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。

  分析举例:

  它是对信号传输速率的一种度量,通常以“波特”(baud)为单位。波特率有时候会同比特率混淆,实际上后者是对信息传输速率(传信率)的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数(传符号率),通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。

  波特率一般指的是调制解调器的通讯速度。波特率是指线路状态更改的次数。只有每个信号符合所传输数据的一位时,才等于每秒位数。

  为了在彼此之间通讯,调制解调器必须使用相同的波特率进行操作。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率,则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。

  (严格来说,波特率不在传输领域,出现传输、信道等字眼容易产生混淆,波特率描述的是单位时间内调制信号的能力,经它调制出来的信号才以比特的形式来传输,或者这样说,信号在传输过程中,如果要经过数模转换,就需要调制,那么传输时间除了消耗在其它领域外,还消耗在调制过程和在信道的传输过程,描述信号调制能力用波特率,描述信号传输能力用比特率。)

  2、晶振介绍

  每个单片机系统里都有晶振,全程是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。

  晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。

  晶振作用:

  晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。

  晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

波特率与晶振有什么关系?

  晶振电路:

  晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。

波特率与晶振有什么关系?

  分析整个振荡槽路可知,利用Cv来改变频率是有限的:决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上,由于C1很小(1E-15量级),Co不能忽略(1E-12量级,几PF)。所以,Cv变大时,降低槽路频率的作用越来越小,Cv变小时,升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性,压控范围越大,非线性就越厉害;另一方面,分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小,最后导致停振。采用泛音次数越高的晶振,其等效电容C1就越小;因此频率的变化范围也就越小。

  晶振的工作原理

  晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,如下图所示。电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

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( 发表人:姚远香 )

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