基于晶体的振荡器通常是设计人员希望时钟今天的高速微控制器，数据转换器和可编程逻辑设备的默认选择。晶体振荡器虽然方便、精确和稳定，但在使用中代价高昂——它们占用相当大的电路板空间，消耗大量功率，并且对冲击和极端温度等环境因素敏感。LTC6905是一种全硅时钟，避免了这些陷阱，使其成为高达170MHz应用中晶体振荡器的替代品。

LTC6905的精度和抖动规格足以满足大多数应用，其功率和尺寸优势使LTC6905适合晶体振荡器无法实现的设计。

设备描述

LTC6905是Linear Technology的电阻控制SOT-23振荡器系列的一部分。这些电阻控制振荡器使用单个外部电阻来精确设置振荡器频率，并且电阻值与频率之间存在简单的线性关系(见图1)。LTC6905与LTC1799 SOT-23振荡器引脚兼容，但使用不同的控制电阻范围和不同的公式来设置频率。

LTC6905也有固定频率版本，其中电阻位于部件内部，除了旁路电容器外不需要外部组件。预置设备主振频率为133MHz、100MHz、96MHz和80mhz，精度为1.5%。这些设备有一个内部分频器，可以产生20MHz和133MHz之间最流行的频率。设备可定制输出2.2MHz至170Mhz范围内的任意频率。

LTC6905使用内部反馈回路精确匹配开关电容元件与连接到R(SET)引脚的外部电阻的阻抗，从而设置主振荡器频率。DIV引脚上的电压电平与内部分压器接合，在将主频率发送到OUT引脚之前将其除以1、2或4。对于固定频率器件，LTC6905-XXX系列部件，R(SET)引脚被输出使能引脚取代，该引脚在连接到GND时禁用输出。

LTC6905的R(SET)引脚上的电压被强制为低于正电源1V的带隙控制电压，与温度或电源电压无关，公差小于5%。稳定的R(SET)电压使LTC6905成为需要精确电压或电流控制频率的应用的理想选择。

LTC6905中主振荡器的频率范围限制在70MHz和170MHz之间，对应于外部频率设置电阻值在10k欧姆和25k欧姆之间。该范围由内部分频器扩展到17MHz和170MHz之间，并受到高速主振荡器结构的限制。

LTC6905的主振荡器是一个电压控制的环形振荡器，并提供一个独特的抖动配置文件，其中抖动百分比在频率上保持相对恒定。随着频率的增加，传统的弛豫振荡器产生较大的百分比抖动。LTC6905的抖动实际上随着工作频率的增加而减少，使其成为高频应用的理想选择。

固定频率设备

LTC6905可以订购固定频率版本，其中频率设置电阻在部件内部。输出使能引脚仅在这些设备上可用来代替R(SET)引脚。有四个版本:LTC6905-133, LTC6905-100, LTC6905-96和LTC6905-80。这四个版本通过使用它们的DIV引脚共同提供12个常用频率。见表1。

LTC6905-XXX固定频率振荡器具有内部电阻配置的几个优点。这些部件对外部噪声不太敏感，这些噪声可能耦合到部件的外部电阻版本的R(SET)引脚上。这种灵敏度的缺乏意味着在所有频率下抖动的改善小于1%，在商业温度范围内精度优于1.5%。内部电阻部分通常更精确，因为它们在一个特定的频率上修剪，并且在R(SET)电阻范围内没有任何非线性误差项。

固定频率器件上缺少R(SET)引脚为输出使能引脚腾出了空间。此输出使能同步禁用输出驱动器时带来的低，不产生脉冲条子。功耗显著降低，因为大部分功率用于驱动输出电容。内部主振荡器和偏置网络保持活跃，以便在输出启用时立即准确地输出频率。如果输出使能引脚左浮或拉到正电源，则振荡器使能。

布局的考虑

由于LTC6905结合了高频振荡器和输出级以及敏感的控制回路，因此在电路板布局时必须非常小心，以最大限度地提高精度和稳定性。旁路电容必须尽可能靠近LTC6905，最好是在电路板的同一侧。即使是pc板中过孔的电感和电阻很小，也会对零件性能产生不利影响。此外，旁路电容的走线应大于器件功耗所指示的走线。虽然平均功耗很低，但驱动电容负载的输出将引起电源电流的尖峰，必须由旁路电容抑制。

R(SET)引脚是最敏感的输入引脚，必须尝试屏蔽它免受噪声耦合或过度寄生电容的影响。建议频率设置电阻尽可能靠近R(SET)引脚，频率设置电阻尽可能靠近V(+)引脚连接到正电源。推荐的布局如图2所示。如果旁路电容必须位于与LTC6905相对的PC板上，则强烈建议电容器与LTC6905之间的连接尽可能短，并使用多个填充过孔以最小化串联电感和电阻。

LTC6905指定的输出负载为5pF，相当于大约两个标准HC逻辑输入。在170MHz下驱动此负载是LTC6905功耗的最大因素。驱动容性负载所需的电源电流可计算为:

其中C(LOAD)为5pF负载电容，V(SWING)为电压摆幅，在本例中最高为5.5V, F(OSC)为振荡器的频率。在170MHz下驱动5.5V摆幅到5pF负载平均需要4.675mA。

这种功率的大部分是在输出信号的上升时间和下降时间消耗的，而不是在它处于稳定状态时消耗的。LTC6905的500ps上升和下降时间意味着波形上升和下降部分所需的瞬时电源电流远远大于平均值。电源的瞬时电流可以用类似的公式计算:

其中t(rf)为信号的上升/下降时间。在这种情况下，55mA尖峰是通过驱动5.5V到5pF负载产生的。

由于这些电源尖峰，并且由于快速边缘耦合到相邻线路的趋势，输出走线的布局至关重要。应尽量减少电容、走线长度和长度。此外，当走线长度超过几厘米时，必须考虑传输线的影响。

如果出现输出长时间和耦合问题，有一些方法可以减轻影响。放置在设备输出引脚附近的50欧姆-1000欧姆范围内的串联电阻将增加被驱动到输出负载的信号的上升和下降时间，因此减少电源尖峰和耦合(见图3)。50欧姆电缆可以使用950欧姆串联电阻和50欧姆端接地驱动。尽管信号会衰减(见图4)。高速比较器或廉价的AHC系列CMOS逻辑门可以直接放置在LTC6905之后的信号路径中，以缓冲输出信号并驱动更大的负载。

电压和电流控制振荡器

LTC6905是制造电压或电流控制振荡器的理想人选。与其他电阻控制部件不同，其中R(SET)上的电压随电源和温度而变化，LTC6905将R(SET)引脚的电压保持在低于正电源1V处。由于振荡频率是基于R(SET)引脚的电阻或V/I，因此R(SET)引脚的稳定V提供了通过在R(SET)引脚注入精确电流(I)来产生精确输出频率的能力。

出于稳定性考虑，建议R(SET)引脚由电阻驱动，如图5所示。频率的所有调制，无论是电压还是电流，都依赖于R(SET)引脚输入电流的调制。因为R(SET)电压固定在1V，所以输出的频率在第一程度上仅取决于进入R(SET)引脚的电流。主振荡器频率可近似为:

将V(RSET)/I(RSET)代入R(SET)，其中V(RSET)=1V，得到:

这表明，进入R(SET)引脚的50μA电流将导致主振荡器频率为85MHz。有关使用LTC6905作为压控振荡器的更多应用电路和信息，请参见数据表。

LTC6905的调制带宽由其内部控制回路决定，根据输出频率，其限制在700kHz和2MHz之间。由于相对于输出频率的调制带宽较低，建议仅在调制速率小于输出频率除以128的应用中使用LTC6905作为压控振荡器。

结论

LTC6905和LTC6905- xxx是低功耗，高精度的硅振荡器，可以在许多应用中取代晶体。它们具有成本较低，对温度和冲击敏感度较低以及易于频率调制的优点-这是驱动微控制器，fpga和其他复杂系统的重要特性。