O oscilador de cristal é a clave no deseño do circuíto dixital, normalmente no deseño de circuítos, o oscilador de cristal úsase como corazón do circuíto dixital, todo o traballo do circuíto dixital é inseparable desde o sinal do reloxo e só o oscilador de cristal é o botón clave que pode controlar directamente o comezo normal do sistema, se pode dicir que se hai un circuíto dixital que pode ver o o oscilatorio normal.
I. Que é un oscilador de cristal?
O oscilador de cristal refírese xeralmente a dous tipos de oscilador de cristal de cuarzo e resonador de cristal de cuarzo, e tamén se pode chamar directamente oscilador de cristal. Ambos están feitos usando o efecto piezoeléctrico dos cristais de cuarzo.
O oscilador de cristal funciona así: cando se aplica un campo eléctrico aos dous electrodos do cristal, o cristal sufrirá deformación mecánica e, ao contrario, se se aplica presión mecánica nos dous extremos do cristal, o cristal producirá un campo eléctrico. Este fenómeno é reversible, polo que usando esta característica do cristal, engadindo tensións alternas a ambos os extremos do cristal, o chip producirá vibración mecánica e, ao mesmo tempo, producirá campos eléctricos alternativos. Non obstante, esta vibración e o campo eléctrico xerado polo cristal son xeralmente pequenos, pero sempre que sexa nunha certa frecuencia, a amplitude aumentará significativamente, similar á resonancia do bucle LC que os deseñadores de circuítos a miúdo vemos.
II. Clasificación de oscilacións de cristal (activa e pasiva)
① oscilador de cristal pasivo
O cristal pasivo é un cristal, xeralmente un dispositivo non polar de 2 pines (algún cristal pasivo ten un pasador fixo sen polaridade).
O oscilador de cristal pasivo xeralmente necesita confiar no circuíto de reloxo formado polo condensador de carga para xerar o sinal oscilante (sinal de onda senoidal).
② oscilador de cristal activo
Un oscilador de cristal activo é un oscilador, normalmente con 4 pines. O oscilador de cristal activo non require que o oscilador interno da CPU produza un sinal de onda cadrada. Unha fonte de alimentación de cristal activo xera un sinal de reloxo.
O sinal do oscilador de cristal activo é estable, a calidade é mellor e o modo de conexión é relativamente sinxelo, o erro de precisión é menor que o do oscilador de cristal pasivo e o prezo é máis caro que o oscilador de cristal pasivo.
Iii. Parámetros básicos do oscilador de cristal
Os parámetros básicos do oscilador de cristal xeral son: temperatura de funcionamento, valor de precisión, capacitancia correspondente, formulario de paquete, frecuencia núcleo e así por diante.
A frecuencia central do oscilador de cristal: a elección da frecuencia de cristal xeral depende dos requisitos dos compoñentes de frecuencia, do mesmo xeito que o MCU é xeralmente un rango, a maioría dos cales son de 4 millóns a decenas de M.
Precisión de vibracións de cristal: a precisión da vibración de cristal é xeralmente ± 5ppm, ± 10ppm, ± 20ppm, ± 50ppm, etc., os chips de reloxo de alta precisión están xeralmente dentro de ± 5ppm e o uso xeral escollerá aproximadamente ± 20 ppm.
A capacitancia correspondente do oscilador de cristal: normalmente axustando o valor da capacitancia correspondente, pódese cambiar a frecuencia central do oscilador de cristal e, na actualidade, este método úsase para axustar o oscilador de cristal de alta precisión.
No sistema de circuíto, a liña de sinal de reloxo de alta velocidade ten a maior prioridade. A liña de reloxo é un sinal sensible e canto maior sexa a frecuencia, máis curta é a liña para asegurarse de que a distorsión do sinal sexa mínima.
En moitos circuítos, a frecuencia de reloxo de cristal do sistema é moi alta, polo que a enerxía de interferir nos armónicos tamén é forte, os harmónicos derivarán da entrada e saída de dúas liñas, pero tamén da radiación espacial, o que tamén leva a un problema de radiación STRB, e unha vez que o oscilador de cristal non é razoable. Polo tanto, é moi importante para o esquema de liña de sinal de cristal e CLK cando se dispón a tarxeta PCB.