В большинстве электронных часов, будь то аналоговые или цифровые, в качестве источника опорной частоты используются генераторы, основанные на кварцевом резонаторе 32.768 кГц. Фактически, это тот же резонатор, который во многих микроконтроллерных системах обычно используется в часах реального времени. Типичная годовая стабильность этих кристаллов составляет ±3 ppm [1].
Хотя в большинстве случаев этого достаточно, для разработчиков, работающих над приложениями, требующими гораздо более высокой степени стабильности, это слишком неточно. Таким приложениям нужны высокоточные источники синхросигналов, такие как термостатированные кварцевые генераторы (oven controlled crystal oscillators, OCXO) [2], обеспечивающие годовую стабильность ±2×10–8, или цезиевый стандарт [3] с еще более высокой типичной стабильностью ±3×10–12.
К сожалению, модернизация существующего приложения с простого кварцевого генератора до высокостабильного источника опорной частоты – непростая задача. Это связано с тем, что эти высокоточные источники работают на стандартной частоте 10 МГц, которая не является результатом умножения на целочисленный множитель стандартной рабочей частоты кварцевого генератора 32.768 кГц.
Одним из решений является микросхема генератора тактовой частоты, такая, например, как Si5351. Она представляет собой схему фазовой автоподстройки частоты, которая умножает входную частоту до 600–900 МГц, а затем делит ее для получения выходной частоты. Это слишком сложно и может внести в источник нежелательный фазовый шум. Предлагаемое здесь альтернативное решение основано на дробном делении.