L'oscil·lador de cristall és la clau en el disseny del circuit digital, normalment en el disseny del circuit, l'oscil·lador de cristall s'utilitza com a cor del circuit digital, tot el treball del circuit digital és inseparable del senyal del rellotge i només l'oscil·lador de cristall és el botó clau. que controla directament l'inici normal de tot el sistema, es pot dir que si hi ha un disseny de circuit digital es pot veure l'oscil·lador de cristall.

I. Què és un oscil·lador de cristall?

L'oscil·lador de cristall generalment es refereix a dos tipus d'oscil·lador de cristall de quars i ressonador de cristall de quars, i també es pot anomenar directament oscil·lador de cristall. Tots dos es fan utilitzant l'efecte piezoelèctric dels cristalls de quars.

L'oscil·lador de cristall funciona així: quan s'aplica un camp elèctric als dos elèctrodes del cristall, el cristall patirà una deformació mecànica i, per contra, si s'aplica pressió mecànica als dos extrems del cristall, el cristall produirà un camp elèctric. Aquest fenomen és reversible, de manera que utilitzant aquesta característica del cristall, afegint tensions alternes als dos extrems del cristall, el xip produirà vibració mecànica i, al mateix temps, produirà camps elèctrics alterns. Tanmateix, aquesta vibració i camp elèctric generat pel cristall és generalment petit, però sempre que estigui a una determinada freqüència, l'amplitud augmentarà significativament, de manera similar a la ressonància del bucle LC que sovint veiem els dissenyadors de circuits.

II. Classificació de les oscil·lacions del cristall (actives i passives)

① Oscil·lador de cristall passiu

El cristall passiu és un cristall, generalment un dispositiu no polar de 2 pins (alguns cristalls passius tenen un pin fix sense polaritat).

L'oscil·lador de cristall passiu generalment necessita confiar en el circuit de rellotge format pel condensador de càrrega per generar el senyal oscil·lant (senyal d'ona sinusoïdal).

② Oscil·lador de cristall actiu

Un oscil·lador de cristall actiu és un oscil·lador, normalment amb 4 pins. L'oscil·lador de cristall actiu no requereix l'oscil·lador intern de la CPU per produir un senyal d'ona quadrada. Una font d'alimentació activa de cristall genera un senyal de rellotge.

El senyal de l'oscil·lador de cristall actiu és estable, la qualitat és millor i el mode de connexió és relativament senzill, l'error de precisió és més petit que el de l'oscil·lador de cristall passiu i el preu és més car que l'oscil·lador de cristall passiu.

III. Paràmetres bàsics de l'oscil·lador de cristall

Els paràmetres bàsics de l'oscil·lador de cristall general són: temperatura de funcionament, valor de precisió, capacitat de concordança, forma de paquet, freqüència del nucli, etc.

La freqüència central de l'oscil·lador de cristall: l'elecció de la freqüència general de cristall depèn dels requisits dels components de freqüència, ja que el MCU és generalment un rang, la majoria dels quals són de 4M a desenes de M.

Precisió de la vibració del cristall: la precisió de la vibració del cristall és generalment de ± 5PPM, ± 10PPM, ± 20PPM, ± 50PPM, etc., els xips de rellotge d'alta precisió generalment es troben a ± 5PPM i l'ús general triarà uns ± 20PPM.

La capacitat d'adaptació de l'oscil·lador de cristall: normalment ajustant el valor de la capacitat d'adaptació, es pot canviar la freqüència central de l'oscil·lador de cristall i, actualment, aquest mètode s'utilitza per ajustar l'oscil·lador de cristall d'alta precisió.

Al sistema de circuits, la línia de senyal de rellotge d'alta velocitat té la màxima prioritat. La línia de rellotge és un senyal sensible i, com més alta sigui la freqüència, més curta serà la línia necessària per garantir que la distorsió del senyal sigui mínima.

Ara, en molts circuits, la freqüència de rellotge de cristall del sistema és molt alta, de manera que l'energia d'interferir amb els harmònics també és forta, els harmònics es derivaran de les dues línies d'entrada i sortida, però també de la radiació espacial, que també condueix a si la disposició del PCB de l'oscil·lador de cristall no és raonable, provocarà fàcilment un fort problema de radiació dispersa i, un cop produït, és difícil de resoldre amb altres mètodes. Per tant, és molt important per a l'oscil·lador de cristall i la disposició de la línia de senyal CLK quan es disposa la placa PCB.