क्रिस्टल ऑसिलेटर डिजिटल सर्किट डिज़ाइन में कुंजी है, आमतौर पर सर्किट डिज़ाइन में, क्रिस्टल ऑसिलेटर का उपयोग डिजिटल सर्किट के दिल के रूप में किया जाता है, डिजिटल सर्किट के सभी कार्य घड़ी सिग्नल से अविभाज्य हैं, और केवल क्रिस्टल ऑसिलेटर ही कुंजी बटन है जो सीधे पूरे सिस्टम की सामान्य शुरुआत को नियंत्रित करता है, यह कहा जा सकता है कि यदि कोई डिजिटल सर्किट डिज़ाइन है तो क्रिस्टल ऑसीलेटर देख सकता है।

I. क्रिस्टल ऑसिलेटर क्या है?

क्रिस्टल ऑसिलेटर आम तौर पर दो प्रकार के क्वार्ट्ज क्रिस्टल ऑसिलेटर और क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेज़ोनेटर को संदर्भित करता है, और इसे सीधे क्रिस्टल ऑसिलेटर भी कहा जा सकता है। दोनों क्वार्ट्ज क्रिस्टल के पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करके बनाए गए हैं।

क्रिस्टल ऑसिलेटर इस तरह काम करता है: जब क्रिस्टल के दो इलेक्ट्रोडों पर एक विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है, तो क्रिस्टल यांत्रिक विरूपण से गुजर जाएगा, और इसके विपरीत, यदि क्रिस्टल के दोनों सिरों पर यांत्रिक दबाव लगाया जाता है, तो क्रिस्टल उत्पादन करेगा एक विद्युत क्षेत्र. यह घटना प्रतिवर्ती है, इसलिए क्रिस्टल की इस विशेषता का उपयोग करके, क्रिस्टल के दोनों सिरों पर वैकल्पिक वोल्टेज जोड़कर, चिप यांत्रिक कंपन उत्पन्न करेगी, और साथ ही वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करेगी। हालाँकि, क्रिस्टल द्वारा उत्पन्न यह कंपन और विद्युत क्षेत्र आम तौर पर छोटा होता है, लेकिन जब तक यह एक निश्चित आवृत्ति पर होता है, तब तक आयाम काफी बढ़ जाएगा, एलसी लूप प्रतिध्वनि के समान जिसे हम सर्किट डिजाइनर अक्सर देखते हैं।

द्वितीय. क्रिस्टल दोलनों का वर्गीकरण (सक्रिय और निष्क्रिय)

① निष्क्रिय क्रिस्टल थरथरानवाला

निष्क्रिय क्रिस्टल एक क्रिस्टल है, आम तौर पर एक 2-पिन गैर-ध्रुवीय उपकरण (कुछ निष्क्रिय क्रिस्टल में बिना किसी ध्रुवता के एक निश्चित पिन होता है)।

निष्क्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर को आम तौर पर ऑसिलेटिंग सिग्नल (साइन वेव सिग्नल) उत्पन्न करने के लिए लोड कैपेसिटर द्वारा बनाए गए क्लॉक सर्किट पर भरोसा करने की आवश्यकता होती है।

② सक्रिय क्रिस्टल थरथरानवाला

एक सक्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर एक ऑसिलेटर होता है, जिसमें आमतौर पर 4 पिन होते हैं। सक्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर को स्क्वायर-वेव सिग्नल उत्पन्न करने के लिए सीपीयू के आंतरिक ऑसिलेटर की आवश्यकता नहीं होती है। एक सक्रिय क्रिस्टल बिजली आपूर्ति एक घड़ी संकेत उत्पन्न करती है।

सक्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर का सिग्नल स्थिर है, गुणवत्ता बेहतर है, और कनेक्शन मोड अपेक्षाकृत सरल है, सटीक त्रुटि निष्क्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर की तुलना में छोटी है, और कीमत निष्क्रिय क्रिस्टल ऑसिलेटर की तुलना में अधिक महंगी है।

तृतीय. क्रिस्टल थरथरानवाला के बुनियादी पैरामीटर

सामान्य क्रिस्टल ऑसिलेटर के बुनियादी पैरामीटर हैं: ऑपरेटिंग तापमान, सटीक मूल्य, मिलान कैपेसिटेंस, पैकेज फॉर्म, कोर आवृत्ति इत्यादि।

क्रिस्टल ऑसिलेटर की मुख्य आवृत्ति: सामान्य क्रिस्टल आवृत्ति का चुनाव आवृत्ति घटकों की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है, जैसे MCU आम तौर पर एक सीमा होती है, जिनमें से अधिकांश 4M से दर्जनों M तक होती हैं।

क्रिस्टल कंपन सटीकता: क्रिस्टल कंपन की सटीकता आम तौर पर ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, आदि होती है, उच्च परिशुद्धता वाले घड़ी चिप्स आम तौर पर ±5PPM के भीतर होते हैं, और सामान्य उपयोग लगभग ±20PPM का चयन करेगा।

क्रिस्टल ऑसिलेटर की मिलान क्षमता: आमतौर पर मिलान कैपेसिटेंस के मूल्य को समायोजित करके, क्रिस्टल ऑसिलेटर की कोर आवृत्ति को बदला जा सकता है, और वर्तमान में, इस विधि का उपयोग उच्च परिशुद्धता क्रिस्टल ऑसिलेटर को समायोजित करने के लिए किया जाता है।

सर्किट सिस्टम में हाई स्पीड क्लॉक सिग्नल लाइन को सर्वोच्च प्राथमिकता दी जाती है। क्लॉक लाइन एक संवेदनशील सिग्नल है, और आवृत्ति जितनी अधिक होगी, यह सुनिश्चित करने के लिए लाइन उतनी ही छोटी होगी कि सिग्नल का विरूपण न्यूनतम हो।

अब कई सर्किटों में, सिस्टम की क्रिस्टल घड़ी आवृत्ति बहुत अधिक है, इसलिए हार्मोनिक्स के साथ हस्तक्षेप करने की ऊर्जा भी मजबूत है, हार्मोनिक्स इनपुट और आउटपुट दो लाइनों से प्राप्त किया जाएगा, लेकिन अंतरिक्ष विकिरण से भी, जो भी होता है यदि क्रिस्टल ऑसिलेटर का पीसीबी लेआउट उचित नहीं है, तो यह आसानी से एक मजबूत आवारा विकिरण समस्या का कारण बन जाएगा, और एक बार उत्पन्न होने के बाद, इसे अन्य तरीकों से हल करना मुश्किल है। इसलिए, पीसीबी बोर्ड बिछाते समय क्रिस्टल ऑसिलेटर और सीएलके सिग्नल लाइन लेआउट के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है।