是什么在快速CPU中生成时钟信号,它如何工作?


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通常,对于集成电路,石英晶体用于生成时钟信号。但是,这仅达到MHz的速度。像计算机处理器一样,什么组件或什么电路可以产生高达5 GHz的信号?

当您对PC超频时,如何提高该速度(因为我不认为在较高电压或较低温度下晶振会加速)?


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为什么要假设石英晶体只能达到几千赫兹的频率?我的抽屉里放着一个27 MHz的晶体。
Bimpelrekkie 2015年

您说得对@FakeMoustache,但是我的意思是1 GHz以上的晶体。
Markinson

好的,我已经看到了高达150 MHz的晶体振荡器,实际上使用了高达50 MHz的晶体振荡器。如Wouter所提到的,高于PLL的频率。我正在研究使用PLL在60 GHz内转换25 MHz的产品!
Bimpelrekkie 2015年

Answers:


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实际上,晶体振荡器可以轻松达到10 MHz的频率。除此之外,在大多数情况下,使用的是PLL(锁相环),它本身不是很精确,但是可以被调谐(可以对其频率进行一些调整)。将该高频振荡器的频率除以适当的因子(将信号除以2的幂很容易且完全准确),然后与一个10 MHz的振荡器进行比较。该比较用于调整高频振荡器。因此,以(几乎)较低频率的晶体振荡器的精度来产生高频。

在大多数情况下,完成所有这些操作的电路都内置在处理器芯片中,因为必须在软件控制下对其进行配置,并且在芯片之间路由这样的高频信号是一场噩梦。


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5年前(也许直到今天),大多数主板确实具有良好的老式14.318MHz晶体,并且时钟发生器(PLL)芯片可以产生其他总线频率,例如33MHz(PCI),48MHz(USB)和从那里开始的中间“ FSB”频率,例如100或200 MHz。然后,CPU获取FSB频率,并通过另一个片上PLL将其倍频至GHz范围,从而避免了实际上传输GHz时钟任何距离或使其通过CPU引脚的问题:)
霍布斯

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您不需要晶体来振荡,带有放大器的任何电抗性组件(例如电容器或电感器)都可以胜任。实际上,一个晶体等效于一个串联的R,L和C,都与C并联。晶体的优点是谐振频率非常精确。为了产生更高的频率,人们在振荡器电路中使用其他谐振组件(例如,芯片内部的电感器和电容器)。

对于某些振荡器电路,频率可以随施加的电压(VCO)改变。通过对输出频率进行分频并将其与精确的低频源(如晶体)进行比较,然后适当地调节控制电压,这些信号可用于精确地产生高频。PLL(锁相环)就是一个例子,它产生与分频的高频时钟和参考时钟之间的相位差成比例的电压。

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