Askotan kristalezko osziladorea zirkuitu digitalaren bihotzarekin alderatzen dugu, zirkuitu digitalaren lan guztia erlojuaren seinaletik bereizezina delako eta kristalezko osziladoreak zuzenean kontrolatzen du sistema osoa. Kristal-osziladoreak funtzionatzen ez badu, sistema osoa paralizatuta egongo da, beraz, kristal-osziladorea zirkuitu digitala funtzionatzen hasteko ezinbesteko baldintza da.
Kristal osziladorea, askotan esaten dugun bezala, kuartzo kristalezko osziladorea eta kuartzo kristalezko erresonatzailea da. Biak dira kuartzo kristalen efektu piezoelektrikoz eginak. Kuartzozko kristal baten bi elektrodoei eremu elektrikoa aplikatzeak kristalaren deformazio mekanikoa eragiten du, bi aldeetan presio mekanikoa aplikatzeak kristalean eremu elektrikoa sortzen du. Eta bi fenomeno hauek itzulgarriak dira. Propietate hori erabiliz, kristalaren bi aldeetan tentsio alternoak aplikatzen dira eta obleak mekanikoki dardar egiten du, baita eremu elektriko alternoak sortzen ere. Bibrazio eta eremu elektriko mota hau orokorrean txikiak dira, baina maiztasun jakin batean, anplitudea nabarmen handituko da, hau da, erresonantzia piezoelektrikoa, normalean ikusten dugun LC begizta erresonantziaren antzekoa.
Zirkuitu digitalaren bihotza denez, nola jokatzen du kristal osziladoreak produktu adimendunetan? Etxe adimenduna, hala nola, aire girotua, gortinak, segurtasuna, monitorizazioa eta beste produktu batzuk, haririk gabeko transmisio modulua behar dute, Bluetooth, WIFI edo ZIGBEE protokoloaren bidez, modulua mutur batetik bestera, edo zuzenean telefono mugikorraren kontrolaren bidez, eta haririk gabeko modulua oinarrizko osagaia da, sistema osoaren egonkortasunari eragiten diona, beraz, aukeratu sistema kristalezko osziladorea erabiltzeko. Zirkuitu digitalen arrakasta edo porrota zehazten du.
Zirkuitu digitalean kristal osziladoreak duen garrantzia dela eta, kontuz ibili behar dugu erabili eta diseinatzerakoan:
1. Kristal osziladorean kuartzo kristalak daude, eta hori erraza da kuartzo kristalaren haustura eta kalteak eragitea kanpotik kolpatuta edo erortzen denean, eta orduan kristalezko osziladorea ezin da bibratu. Hori dela eta, zirkuituaren diseinuan kristalezko osziladorearen instalazio fidagarria kontuan hartu behar da, eta bere posizioa ez da plakaren ertzetik eta ekipamenduaren oskolatik hurbil egon behar ahal den neurrian.
2. Erreparatu soldadura-tenperaturari eskuz edo makinaz soldatzerakoan. Kristalaren bibrazioa tenperaturarekiko sentikorra da, soldadura-tenperatura ez da oso altua izan behar eta berotze-denbora ahalik eta laburrena izan behar da.
Kristal osziladore arrazoizko diseinuak sistemaren erradiazio interferentzia kendu dezake.
1. Arazoaren deskribapena
Produktua eremuko kamera bat da, eta barruan bost zati ditu: core kontrol-taula, sentsore-taula, kamera, SD memoria txartela eta bateria. Maskorra plastikozko maskorra da, eta taula txikiak bi interfaze baino ez ditu: DC5V kanpoko energia interfazea eta USB interfazea datuak transmititzeko. Erradiazio-probaren ondoren, 33MHz-ko zarata harmonikoaren erradiazio-arazoa dagoela ikusten da.
Jatorrizko probaren datuak honako hauek dira:
2. Arazoa aztertu
Produktu oskolaren egitura plastikozko oskola, blindajea ez den materiala, proba osoa soilik korronte kablea eta USB kablea oskolatik kanpo, interferentzia-maiztasun puntua korronte kableak eta USB kableak irradiatzen al da? Hori dela eta, proba egiteko urrats hauek hartzen dira:
(1) Gehitu eraztun magnetikoa elikadura-kablean soilik, probaren emaitzak: hobekuntza ez da nabaria;
(2) Gehitu eraztun magnetikoa bakarrik USB kablean, probaren emaitzak: hobekuntza oraindik ez da nabaria;
(3) Gehitu eraztun magnetikoa USB kableari eta korronte kableari, probaren emaitzak: hobekuntza nabaria da, interferentziaren maiztasun orokorra murriztu da.
Goikotik ikus daiteke interferentzia-maiztasun-puntuak bi interfazeetatik ateratzen direla, eta hori ez da potentzia-interfazearen edo USB interfazearen arazoa, bi interfazeei akoplatutako barne-maiztasun-puntuak baizik. Interfaze bakarra blindatzea ezin da arazoa konpondu.
Eremu hurbileko neurketaren bidez, 32.768KHz-ko kristal-osziladoreak nukleoko kontrol-taularen erradiazio espazial indartsua sortzen duela ikusten da, eta horrek inguruko kableak eta GND akoplatutako 32.768KHz-ko zarata harmonikoa sortzen du, gero akoplatu eta irradiatzen den interfazearen USB kablearen bidez eta korronte kablea. Kristal-osziladorearen arazoak ondorengo bi arazoek sortzen dituzte:
(1) Kristalaren bibrazioa plakaren ertzetik gertuegi dago, eta hori erraza da kristalen bibrazioen erradiazio zarata ekartzea.
(2) Kristal-osziladorearen azpian seinale-lerro bat dago, eta hori erraza da seinale-lerroaren akoplamendu-kristal-osziladorearen zarata harmonikora eramatea.
(3) Iragazki-elementua kristal-osziladorearen azpian jartzen da, eta iragazki-kondentsadorea eta bat datorren erresistentzia ez daude seinalearen norabidearen arabera antolatuta, eta horrek iragazkien elementuaren iragazketa-efektua okerragoa da.
3, irtenbidea
Azterketaren arabera, kontraneurri hauek lortzen dira:
(1) PUZaren txiparen ondoan dagoen kristalaren iragazkien kapazitatea eta erresistentzia parekatua taularen ertzetik urrun jartzen dira;
(2) Gogoratu kristalak jartzeko eremuan eta beheko proiekzio-eremuan ez jartzea lurra;
(3) Iragazkiaren kapazitatea eta kristalaren bat datorren erresistentzia seinalearen norabidearen arabera antolatuta daude eta kristalaren ondoan txukun eta trinkotuta daude;
(4) Kristala txiparen ondoan jartzen da, eta bien arteko lerroa ahalik eta laburrena eta zuzenena da.
4. Ondorioa
Gaur egun, sistema asko kristalezko osziladorearen erlojuaren maiztasuna altua da, interferentzia-energia harmonikoa indartsua da; Interferentzia harmonikoak ez dira soilik sarrerako eta irteerako lerroetatik transmititzen, baizik eta espaziotik irradiatzen dira. Diseinua arrazoizkoa ez bada, erraza da zarata-erradiazio-arazo handia sortzea, eta zaila da beste metodo batzuen bidez konpontzea. Hori dela eta, oso garrantzitsua da kristalezko osziladorearen eta CLK seinalearen lerroaren diseinurako PCB plaken diseinuan.
Kristal osziladorearen PCB diseinuari buruzko oharra
(1) Akoplamendu-kondentsadoreak kristal-osziladorearen elikadura-iturritik ahalik eta hurbilen egon behar du. Posizioa ordenan jarri behar da: elikadura-iturriaren sarrerako noranzkoaren arabera, ahalmen txikiena duen kondentsadorea ordena handienetik txikienera jarri behar da.
(2) Kristal-osziladorearen oskola lurrean egon behar da, kristal-osziladorea kanpora irradiatu dezakeena, eta kristal-osziladorearen kanpoko seinaleen interferentzia ere babestu dezake.
(3) Ez kableatu kristal osziladorearen azpian zorua guztiz estalita dagoela ziurtatzeko. Aldi berean, ez kableatu kristal-osziladoretik 300 milimetrora, kristal-osziladoreak beste kable, gailu eta geruzen errendimendua oztopatzeko.
(4) Erlojuaren seinalearen lerroak ahalik eta laburrena izan behar du, lerroak zabalagoa izan behar du eta oreka kablearen luzeran eta bero-iturritik urrun egon behar du.
(5) Kristal osziladorea ez da PCB plakaren ertzean jarri behar, batez ere plaka txartelaren diseinuan.
