在工業(yè)設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)以及各類專業(yè)儀器中，串口通信依然是關(guān)鍵的數(shù)據(jù)傳輸方式。為適應(yīng)現(xiàn)代計算機(jī)，USB 轉(zhuǎn)串口模塊應(yīng)運(yùn)而生?？蓪?USB 接口轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的串口，從而實(shí)現(xiàn) USB 信號與串口信號之間的雙向通信，構(gòu)建起新舊設(shè)備之間的連接橋梁。

為什么模塊需要外部晶振

USB通信協(xié)議對時鐘頻率的精準(zhǔn)性要求極高，通常誤差不能超過±0.25%。時鐘信號類似于數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹肮?jié)拍器”。若節(jié)拍不準(zhǔn)確，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯、通信中斷甚至設(shè)備無法識別。

內(nèi)部振蕩器的局限性

雖然部分USB轉(zhuǎn)串口芯片內(nèi)置振蕩器，但其頻率穩(wěn)定性和精度相對較差，誤差范圍遠(yuǎn)超USB協(xié)議允許值，難以保證高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

外部晶振的優(yōu)勢

外部晶振采用石英晶體振蕩技術(shù)，振蕩頻率穩(wěn)定，受溫度變化和元件老化影響小，能夠持續(xù)提供精準(zhǔn)且穩(wěn)定的時鐘信號，滿足USB高速通信的嚴(yán)格規(guī)范。

晶振類型推薦

在多數(shù)USB轉(zhuǎn)串口模塊、微控制器系統(tǒng)以及通用數(shù)字電路中，晶振最常見的輸出類型是CMOS/TTL輸出。該輸出具有以下優(yōu)點(diǎn)：

邏輯電平兼容性強(qiáng)

功耗低

驅(qū)動能力適中，適合短距離傳輸

價格較低、可選型號較多

普通時鐘振蕩器（KOAN-OSC）

普通晶振是最常見的時鐘源，采用石英晶體直接振蕩，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低。調(diào)整頻差一般在 ±5~±30 ppm 之間，能夠滿足絕大多數(shù)USB通信的時鐘要求。

溫補(bǔ)晶振(KOAN-TCXO)

溫補(bǔ)晶振在內(nèi)部集成了溫度補(bǔ)償電路，可以減少因環(huán)境溫度變化帶來的頻率漂移，從而提升整體頻率穩(wěn)定性。TCXO的頻率精度可達(dá) ±0.5~±5 ppm。適用于對溫度敏感的場景，如室外設(shè)備、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)和中高端通信模塊。

恒溫晶振(KOAN-OCXO)

恒溫晶振在其內(nèi)部集成了一個微型恒溫控制系統(tǒng)，可將石英晶體長時間維持在一個穩(wěn)定的最佳工作溫度，從而最大限度地消除環(huán)境溫度變化對振蕩頻率的影響。OCXO能夠?qū)崿F(xiàn)極高的頻率穩(wěn)定性，其精度可達(dá)到 ±0.5 ppb。

OCXO廣泛應(yīng)用于對頻率精度要求極高的領(lǐng)域，例如高端通信系統(tǒng)、時間同步設(shè)備、精密測量儀器、導(dǎo)航系統(tǒng)以及軍用/航空航天級應(yīng)用等。

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