Osilator kristal merupakan kunci dalam perancangan rangkaian digital, biasanya dalam perancangan rangkaian, osilator kristal digunakan sebagai jantung rangkaian digital, semua kerja rangkaian digital tidak terlepas dari sinyal clock, dan hanya osilator kristal saja yang menjadi tombol kuncinya. yang secara langsung mengontrol start normal seluruh sistem, dapat dikatakan jika ada desain rangkaian digital dapat melihat osilator kristal.

I. Apa itu osilator kristal?

Osilator kristal umumnya mengacu pada dua jenis osilator kristal kuarsa dan resonator kristal kuarsa, dan dapat juga langsung disebut osilator kristal. Keduanya dibuat menggunakan efek piezoelektrik kristal kuarsa.

Osilator kristal bekerja seperti ini: ketika medan listrik diterapkan pada dua elektroda kristal, kristal akan mengalami deformasi mekanis, dan sebaliknya, jika tekanan mekanis diterapkan pada kedua ujung kristal, kristal akan menghasilkan sebuah medan listrik. Fenomena ini bersifat reversibel, sehingga dengan menggunakan karakteristik kristal ini, menambahkan tegangan bolak-balik pada kedua ujung kristal, chip akan menghasilkan getaran mekanis, dan pada saat yang sama menghasilkan medan listrik bolak-balik. Namun, getaran dan medan listrik yang dihasilkan oleh kristal umumnya kecil, tetapi selama berada pada frekuensi tertentu, amplitudonya akan meningkat secara signifikan, mirip dengan resonansi loop LC yang sering kita lihat sebagai perancang sirkuit.

II. Klasifikasi osilasi kristal (aktif dan pasif)

① Osilator kristal pasif

Kristal pasif adalah kristal, umumnya perangkat non-polar 2-pin (beberapa kristal pasif memiliki pin tetap tanpa polaritas).

Osilator kristal pasif umumnya perlu mengandalkan rangkaian jam yang dibentuk oleh kapasitor beban untuk menghasilkan sinyal berosilasi (sinyal gelombang sinus).

② Osilator kristal aktif

Osilator kristal aktif adalah osilator, biasanya dengan 4 pin. Osilator kristal aktif tidak memerlukan osilator internal CPU untuk menghasilkan sinyal gelombang persegi. Catu daya kristal aktif menghasilkan sinyal jam.

Sinyal osilator kristal aktif stabil, kualitasnya lebih baik, dan mode koneksinya relatif sederhana, kesalahan presisi lebih kecil dibandingkan osilator kristal pasif, dan harganya lebih mahal daripada osilator kristal pasif.

AKU AKU AKU. Parameter dasar osilator kristal

Parameter dasar osilator kristal umum adalah: suhu pengoperasian, nilai presisi, kapasitansi pencocokan, bentuk paket, frekuensi inti, dan sebagainya.

Frekuensi inti osilator kristal: Pilihan frekuensi kristal umum bergantung pada persyaratan komponen frekuensi, seperti MCU umumnya berkisar, sebagian besar berkisar antara 4M hingga puluhan M.

Akurasi getaran kristal: keakuratan getaran kristal umumnya ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, dll., chip jam presisi tinggi umumnya dalam ±5PPM, dan penggunaan umum akan memilih sekitar ±20PPM.

Kapasitansi pencocokan osilator kristal: biasanya dengan menyesuaikan nilai kapasitansi pencocokan, frekuensi inti osilator kristal dapat diubah, dan saat ini, metode ini digunakan untuk menyesuaikan osilator kristal presisi tinggi.

Dalam sistem sirkuit, jalur sinyal jam berkecepatan tinggi memiliki prioritas tertinggi. Garis jam adalah sinyal sensitif, dan semakin tinggi frekuensinya, semakin pendek garis yang diperlukan untuk memastikan distorsi sinyal minimal.

Sekarang di banyak sirkuit, frekuensi jam kristal sistem sangat tinggi, sehingga energi interferensi harmonik juga kuat, harmonik akan berasal dari input dan output dua baris, tetapi juga dari radiasi ruang, yang juga mengarah ke jika tata letak PCB osilator kristal tidak masuk akal, maka akan dengan mudah menyebabkan masalah radiasi liar yang kuat, dan setelah diproduksi, sulit diselesaikan dengan metode lain. Oleh karena itu, sangat penting untuk tata letak osilator kristal dan garis sinyal CLK ketika papan PCB diletakkan.