采样率(Sampling Rate)用于描述将模拟信号转换为数字信号时,每秒采集多少个数据点。其单位为Hz。采样率决定了信号还原的清晰度。采样率越高,信号捕捉越细致,同时对系统和宽带要求也会更多。
以下常见应用的采样率:
电话语音:8kHz
FM广播:32kHz
CD音质:44.1kHz
专业音频:48kHz / 96kHz
数据采集/工业IoT:1kHz~100kHz
如何选择晶振的频率
晶振作为系统的“时间基准”,决定了所有时序及定时的基础。采样时钟一般来自晶振,经过"定时器"或“分频器”实现采样频率。
假设需要20kHz采样时,我们可选择1MHz、2MHz、4MHz等标准频率晶振,再用“定时器”或“分频电路”设定相应的整数分频系数。
1MHz | 50 | 适合大部分MCU |
2MHz | 100 | 易于实现,常用于简便设计 |
4MHz | 200 | 被多数STM32/AVR等支持 |
8MHz | 400 | 通用音频、信号采集等 |
10MHz | 500 | 工控、精密采集 |
12MHz | 600 | 兼容USB/部分音频系统 |
晶振频率 | 分频系数 | 应用 |
晶振的频率如果等于采样率乘以一个整数,可以简化硬件设计,并且保证采样的精度。
如果将 12.288MHz 直接分频成 20kHz,会得出 12,288,000 / 20,000 = 614.4。一个不是整数的频率。这种情况下,我们需要“小数分频”、“PLL”或“高端FPGA/MCU” 等复杂方案,从而增加系统的设计难度和硬件成本。
用无源晶振还是有源晶振?
无源晶振更适合日常采样类应用,比如音频、传感器采集,成本较低。
如果对时钟精度、抖动性能要求高,比如在通信、同步控制、工业网等应用中,KOAN凯擎小妹建议使用有源晶振,因为输出更稳定,启动更快。
KOAN无源晶振 -- MHz
01贴片无源晶体
四脚贴片无源:
KX32 (3.2x2.5mm) / 8~125MHz
KX50 (5.0x3.2mm) / 8~125MHz
KX70 (7.0x5.0mm) / 6~200MHz
两脚贴片谐振器:
KX502 (5.0x3.2mm) / 8~125MHz
KX602 (6.2x3.5mm) / 8~40MHz
KX702 (7.2x5.2mm) / 7.37~70MHz
KX802 (8.0x4.5mm) / 4~70MHz
02HC-49系列晶体
HC-49晶振系列:
KX49S (HC-49S) / 3.5~80MHz
KX49U (HC-49U) / 1.8~210MHz
KX49M (HC-49M) / 3.5~70MHz / 提供多种引脚数封装(3/4/6脚),适用于不同板型设计。
KOAN晶振
我们提供无源晶振和有源晶振,覆盖多种规格尺寸,现货充足,以满足客户需求。我们的产品质量和技术处于行业领先水平。公司致力于精细化质量管理,以满足客户对高端产品的需求。
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原文标题:采样率与晶振频率选型
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