ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર એ ડિજિટલ સર્કિટ ડિઝાઇનમાં ચાવી છે, સામાન્ય રીતે સર્કિટ ડિઝાઇનમાં, ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરનો ઉપયોગ ડિજિટલ સર્કિટના હૃદય તરીકે થાય છે, ડિજિટલ સર્કિટનું તમામ કાર્ય ઘડિયાળના સંકેતથી અવિભાજ્ય છે, અને માત્ર ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર એ કી બટન છે. જે સમગ્ર સિસ્ટમની સામાન્ય શરૂઆતને સીધી રીતે નિયંત્રિત કરે છે, એવું કહી શકાય કે જો ત્યાં ડિજિટલ સર્કિટ ડિઝાઇન હોય તો તે ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર જોઈ શકે છે.

I. ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર શું છે?

ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર સામાન્ય રીતે બે પ્રકારના ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર અને ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ રિઝોનેટરનો સંદર્ભ આપે છે અને તેને સીધા ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર પણ કહી શકાય. બંને ક્વાર્ટઝ સ્ફટિકોની પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસરનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.

ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર આ રીતે કામ કરે છે: જ્યારે ક્રિસ્ટલના બે ઇલેક્ટ્રોડ પર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ક્રિસ્ટલ યાંત્રિક વિકૃતિમાંથી પસાર થાય છે, અને તેનાથી વિપરીત, જો ક્રિસ્ટલના બે છેડા પર યાંત્રિક દબાણ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો ક્રિસ્ટલ ઉત્પન્ન થશે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર. આ ઘટના ઉલટાવી શકાય તેવી છે, તેથી ક્રિસ્ટલની આ લાક્ષણિકતાનો ઉપયોગ કરીને, ક્રિસ્ટલના બંને છેડા પર વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ ઉમેરીને, ચિપ યાંત્રિક કંપન ઉત્પન્ન કરશે, અને તે જ સમયે વૈકલ્પિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરશે. જો કે, ક્રિસ્ટલ દ્વારા પેદા થતું આ કંપન અને વિદ્યુત ક્ષેત્ર સામાન્ય રીતે નાનું હોય છે, પરંતુ જ્યાં સુધી તે ચોક્કસ આવર્તન પર હોય ત્યાં સુધી, કંપનવિસ્તાર નોંધપાત્ર રીતે વધશે, જે એલસી લૂપ રેઝોનન્સ જેવું જ છે જે આપણે સર્કિટ ડિઝાઇનરો વારંવાર જોતા હોઈએ છીએ.

II. ક્રિસ્ટલ ઓસિલેશનનું વર્ગીકરણ (સક્રિય અને નિષ્ક્રિય)

① નિષ્ક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર

નિષ્ક્રિય ક્રિસ્ટલ એક સ્ફટિક છે, સામાન્ય રીતે 2-પિન બિન-ધ્રુવીય ઉપકરણ (કેટલાક નિષ્ક્રિય સ્ફટિકમાં ધ્રુવીયતા વિના નિશ્ચિત પિન હોય છે).

નિષ્ક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરને સામાન્ય રીતે ઓસીલેટીંગ સિગ્નલ (સાઇન વેવ સિગ્નલ) જનરેટ કરવા માટે લોડ કેપેસિટર દ્વારા રચાયેલી ઘડિયાળ સર્કિટ પર આધાર રાખવો પડે છે.

② સક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર

સક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર એક ઓસિલેટર છે, સામાન્ય રીતે 4 પિન સાથે. સક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરને સ્ક્વેર-વેવ સિગ્નલ બનાવવા માટે CPU ના આંતરિક ઓસિલેટરની જરૂર હોતી નથી. સક્રિય ક્રિસ્ટલ પાવર સપ્લાય ઘડિયાળ સિગ્નલ જનરેટ કરે છે.

સક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરનું સિગ્નલ સ્થિર છે, ગુણવત્તા વધુ સારી છે, અને કનેક્શન મોડ પ્રમાણમાં સરળ છે, નિષ્ક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર કરતાં ચોકસાઇની ભૂલ નાની છે, અને કિંમત નિષ્ક્રિય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર કરતાં વધુ ખર્ચાળ છે.

III. ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરના મૂળભૂત પરિમાણો

સામાન્ય ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરના મૂળભૂત પરિમાણો છે: ઓપરેટિંગ તાપમાન, ચોકસાઇ મૂલ્ય, મેચિંગ કેપેસીટન્સ, પેકેજ ફોર્મ, કોર ફ્રીક્વન્સી અને તેથી વધુ.

ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરની મુખ્ય આવર્તન: સામાન્ય ક્રિસ્ટલ આવર્તનની પસંદગી આવર્તન ઘટકોની જરૂરિયાતો પર આધારિત છે, જેમ કે MCU સામાન્ય રીતે એક શ્રેણી છે, જેમાંથી મોટાભાગની 4M થી ડઝનેક M સુધીની હોય છે.

ક્રિસ્ટલ વાઇબ્રેશન ચોકસાઈ: ક્રિસ્ટલ વાઇબ્રેશનની ચોકસાઈ સામાન્ય રીતે ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, વગેરે હોય છે, ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળી ઘડિયાળ ચિપ્સ સામાન્ય રીતે ±5PPM ની અંદર હોય છે, અને સામાન્ય ઉપયોગ લગભગ ±20PPM પસંદ કરશે.

ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરનું મેચિંગ કેપેસીટન્સ: સામાન્ય રીતે મેચિંગ કેપેસીટન્સના મૂલ્યને સમાયોજિત કરીને, ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરની મુખ્ય આવર્તન બદલી શકાય છે, અને હાલમાં, આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરને સમાયોજિત કરવા માટે થાય છે.

સર્કિટ સિસ્ટમમાં, હાઇ સ્પીડ ક્લોક સિગ્નલ લાઇન સૌથી વધુ પ્રાધાન્ય ધરાવે છે. ઘડિયાળની લાઇન એ સંવેદનશીલ સિગ્નલ છે, અને આવર્તન જેટલી વધારે છે, સિગ્નલની વિકૃતિ ન્યૂનતમ છે તેની ખાતરી કરવા માટે લાઇન ટૂંકી જરૂરી છે.

હવે ઘણા સર્કિટ્સમાં, સિસ્ટમની સ્ફટિક ઘડિયાળની આવર્તન ખૂબ ઊંચી છે, તેથી હાર્મોનિક્સમાં દખલ કરવાની ઊર્જા પણ મજબૂત છે, હાર્મોનિક્સ ઇનપુટ અને આઉટપુટ બે લાઇનમાંથી મેળવવામાં આવશે, પણ સ્પેસ રેડિયેશનમાંથી પણ મેળવવામાં આવશે, જે પણ આ તરફ દોરી જાય છે. જો ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટરનું PCB લેઆઉટ વાજબી નથી, તો તે સરળતાથી એક મજબૂત સ્ટ્રે રેડિયેશન સમસ્યાનું કારણ બને છે, અને એકવાર ઉત્પન્ન થયા પછી, તેને અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉકેલવું મુશ્કેલ છે. તેથી, જ્યારે PCB બોર્ડ નાખવામાં આવે ત્યારે ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર અને CLK સિગ્નલ લાઇન લેઆઉટ માટે તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.