生成任意频率的周期波形并不总是一件微不足道的任务。低成本RC振荡器可以使用分立元件，如比较器，电阻器和电容器，或通过使用简单的集成电路，如工业标准555定时器与几个分立元件相结合来构建。这些解决方案体积庞大且不准确，特别是在频率高于几百千赫兹的情况下。

使用晶体或陶瓷谐振器作为稳定频率元件，可以实现具有预定频率的非常精确的振荡器;晶体振荡器提供了最高的性能，虽然他们是昂贵的。这些电路也很笨重，对加速度很敏感，而且往往不如RC振荡器健壮。从单晶或陶瓷振荡器产生各种频率需要额外的电路，这将增加到组件列表并消耗PC板空间。

输入LTC1799

LTC1799提供了一种替代方案，将陶瓷谐振器的频率稳定性和精度与RC振荡器的灵活性和易用性相结合，同时所需的空间比两者都少。

LTC1799是唯一的振荡器IC，可以准确地产生方波信号在任何频率从5kHz到20MHz，而不使用晶体，陶瓷元件或现有的时钟参考。一个完整的振荡器电路只需要一个LTC1799，一个频率设定电阻(R(SET))和一个旁路电容，如图1所示。使用0.1%的电阻，频率精度通常优于±0.6%。LTC1799的内部主振荡器是一个电阻频率转换器，输出范围为500kHz至20MHz。可编程的片上分频器将频率除以1,10或100，将频率范围扩展到大于三十年(5kHz至20MHz)。

选择合适的电阻很简单，因为LTC1799遵循R(SET)和频率之间的简单关系:

其中N是片上分压器设置1,10或100，取决于DIV引脚的状态。专有的反馈回路在所有操作条件下保持这种精确的关系，提供通常小于±0.004%/°C的温度系数。LTC1799的工作电压范围为2.7V至5.5V，电压系数为0.05%/V。它通常消耗1mA的电源电流。图1显示了一个产生5MHz精度信号的电路。

LTC1799:精度、分辨率和尺寸优势

LTC1799的典型频率容限为0.5%，最坏情况为1.5%，性能与陶瓷谐振器相似，远远优于使用分立电阻和电容的振荡器。其微小的温度和电压系数(通常分别为±0.004%/°C和0.05%/V)在所有操作条件下保持精度。

与使用晶体的振荡器不同，LTC1799具有无限的频率分辨率;输出频率可设置为5kHz至20MHz范围内的任意值。编程频率仅受R(SET)选择的限制。该特性允许在设计周期的后期通过改变电阻器的值来改变时钟频率，而不是在许多不同的频率下储存晶体。

LTC1799的SOT-23封装和低元件数(一个电阻，一个电容)导致PCB空间的有效利用，比任何晶体，陶瓷谐振器或分立振荡器解决方案需要更少的空间。

频率由单个电阻设定，由内部分频器量程

LTC1799的核心是一个执行精确电阻-频率转换的主振荡器。R(SET)可以是3.32k到1M之间的任何值，产生30MHz到1kHz之间的主振荡器频率，对于5k到200k之间的电阻保证1.5%的精度。为了扩展其频率范围，LTC1799包括一个可编程分频器。DIV输入引脚可以连接到GND以将主振荡器输出直接传递到OUT引脚。当DIV引脚保持浮动状态时，LTC1799在驱动出之前将主振荡器频率除以10。将DIV连接到V(+)，将主振荡器除以100，产生低于100kHz的频率。表1给出了适合所需频率的DIV引脚设置。频率范围在100kHz和1MHz附近重叠，允许选择设置。由于电源电流随R(SET)值的减小而增大，因此通常首选较低的分压设置。

一旦选择了分压器设置，使用这个简单的公式计算适当的电阻值:

由于振荡器频率f(OSC)取决于电阻器值R(SET)，电阻器中的任何误差都会产生f(OSC)误差。

性能竞争对手陶瓷谐振器

在5kHz至10MHz的频率范围内，LTC1799在室温下服从其频率与R(SET)方程在1.5%以内，R(SET)在10至200k之间。使用5V电源，此范围扩展到低至5k的电阻，频率高达20MHz。图2显示了在R(SET)的可能值范围内与方程的频率偏差。图3显示了在工业温度范围内的输出频率变化。

应用程序

Temperature-to-Frequency转换器

在图4中，频率设置电阻被热敏电阻取代，以创建温度-频率转换器。热敏电阻电阻在25°C时为100k，在0°C时为333k，在70°C时为16.3k，这个范围非常适合LTC1799的R(SET)允许范围。LTC1799具有低温度和高线性度，输出频率误差小于±0.5°C。图5绘制了典型和最坏情况下的输出频率与温度的关系(由于热敏电阻的误差没有显示)。

80Hz至8kHz正弦波发生器

图6显示LTC1799同时提供时钟源和开关电容滤波器的输入，以产生低失真正弦波输出。74HC4520计数器将频率除以64，然后用方波驱动滤波器。理想的方波只有奇次谐波。LTC1067-50滤波器构建块配置为低通滤波器，在所需正弦波频率的三次谐波处具有阻带陷波。五阶和高阶谐波衰减60dB或更大。由此产生的正弦波失真小于0.1%。该设计可以产生78Hz (LTC1799最小输出频率为5kHz/64)至8kHz的任何音调，受限于LTC1067-50在3V电源下的最大时钟频率。图7显示了1kHz音调(R(SET) = 158k欧姆)的作用域捕获。

数字频率控制

图8显示了由12位电压输出D/ a转换器控制的LTC1799的细节。由于LTC1799是一个电阻-频率转换器，必须测量V(CC)和SET之间的输入电压并使用它来产生电流。因此，DAC和运算放大器在V(CC)和SET之间创建一个数字控制电阻。图9显示了测量的输出频率与输入代码的关系。线性非常好，除了在端点处;低频精度受运放偏置和增益误差的限制，而最高频率受运放最大输出电压的限制。

结论

LTC1799是一个微小，精确，易于使用的振荡器，由单个电阻编程。LTC1799的典型频率精度优于0.5%，温度和电源依赖性低，在不牺牲PCB空间的情况下，提供了接近晶体振荡器和陶瓷谐振器的性能。此外，输出频率具有无限的分辨率，因为它是电阻可编程的。凭借其电阻-频率转换架构，LTC1799在一个很小的SOT-23封装中提供了前所未有的简单性，稳定性，精度，频率范围和分辨率的组合。