კრისტალური ოსცილატორი არის გასაღები ციფრული მიკროსქემის დიზაინში, ჩვეულებრივ მიკროსქემის დიზაინში, კრისტალური ოსცილატორი გამოიყენება როგორც ციფრული მიკროსქემის გული, ციფრული მიკროსქემის მთელი მუშაობა განუყოფელია საათის სიგნალისგან და მხოლოდ კრისტალური ოსცილატორი არის გასაღების ღილაკი. რომელიც პირდაპირ აკონტროლებს მთელი სისტემის ნორმალურ დაწყებას, შეიძლება ითქვას, რომ ციფრული მიკროსქემის არსებობის შემთხვევაში, კრისტალური ოსცილატორი დაინახავს.
I. რა არის ბროლის ოსცილატორი?
კრისტალური ოსცილატორი ზოგადად ეხება კვარცის კრისტალური ოსცილატორის და კვარცის კრისტალური რეზონატორის ორ სახეობას და ასევე შეიძლება პირდაპირ ეწოდოს კრისტალური ოსცილატორი. ორივე დამზადებულია კვარცის კრისტალების პიეზოელექტრული ეფექტის გამოყენებით.
ბროლის ოსცილატორი ასე მუშაობს: როდესაც ელექტრული ველი ვრცელდება ბროლის ორ ელექტროდზე, კრისტალი განიცდის მექანიკურ დეფორმაციას და პირიქით, თუ ბროლის ორ ბოლოზე მექანიკური წნევა იქნება, ბროლი წარმოქმნის. ელექტრული ველი. ეს ფენომენი შექცევადია, ამიტომ კრისტალის ამ მახასიათებლის გამოყენებით, კრისტალის ორივე ბოლოზე ალტერნატიული ძაბვის დამატებით, ჩიპი წარმოქმნის მექანიკურ ვიბრაციას და ამავე დროს წარმოქმნის ალტერნატიულ ელექტრულ ველებს. თუმცა, ბროლის მიერ წარმოქმნილი ეს ვიბრაცია და ელექტრული ველი ზოგადად მცირეა, მაგრამ სანამ ის გარკვეულ სიხშირეზეა, ამპლიტუდა მნიშვნელოვნად გაიზრდება, LC მარყუჟის რეზონანსის მსგავსი, რომელსაც ჩვენ მიკროსქემის დიზაინერები ხშირად ვხედავთ.
II. კრისტალური რხევების კლასიფიკაცია (აქტიური და პასიური)
① პასიური კრისტალური ოსცილატორი
პასიური კრისტალი არის კრისტალი, ზოგადად 2-პინიანი არაპოლარული მოწყობილობა (ზოგიერთ პასიურ კრისტალს აქვს ფიქსირებული ქინძისთავები პოლარობის გარეშე).
პასიური კრისტალური ოსცილატორს ზოგადად უნდა დაეყრდნოს დატვირთვის კონდენსატორის მიერ ჩამოყალიბებულ საათის წრეს, რათა გამოიმუშაოს რხევითი სიგნალი (სინუსური ტალღის სიგნალი).
② აქტიური კრისტალური ოსცილატორი
აქტიური კრისტალური ოსცილატორი არის ოსცილატორი, ჩვეულებრივ 4 ქინძისთავთან ერთად. აქტიური კრისტალური ოსცილატორი არ საჭიროებს CPU-ს შიდა ოსცილატორს კვადრატული ტალღის სიგნალის წარმოებისთვის. აქტიური კრისტალური კვების წყარო წარმოქმნის საათის სიგნალს.
აქტიური კრისტალური ოსცილატორის სიგნალი სტაბილურია, ხარისხი უკეთესია და კავშირის რეჟიმი შედარებით მარტივია, სიზუსტის შეცდომა უფრო მცირეა, ვიდრე პასიური კრისტალური ოსცილატორი და ფასი უფრო ძვირია, ვიდრე პასიური კრისტალური ოსცილატორი.
III. კრისტალური ოსცილატორის ძირითადი პარამეტრები
ზოგადი კრისტალური ოსცილატორის ძირითადი პარამეტრებია: სამუშაო ტემპერატურა, სიზუსტის მნიშვნელობა, შესატყვისი ტევადობა, პაკეტის ფორმა, ბირთვის სიხშირე და ა.შ.
კრისტალური ოსცილატორის ძირითადი სიხშირე: ზოგადი კრისტალური სიხშირის არჩევანი დამოკიდებულია სიხშირის კომპონენტების მოთხოვნებზე, ისევე როგორც MCU ზოგადად არის დიაპაზონი, რომელთა უმეტესობა არის 4M-დან ათეულ M-მდე.
კრისტალური ვიბრაციის სიზუსტე: კრისტალური ვიბრაციის სიზუსტე ზოგადად არის ± 5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM და ა.შ., მაღალი სიზუსტის საათის ჩიპები, როგორც წესი, ± 5PPM ფარგლებშია და ზოგადი გამოყენება აირჩევს დაახლოებით ±20PPM.
კრისტალური ოსცილატორის შესატყვისი ტევადობა: ჩვეულებრივ შესატყვისი ტევადობის მნიშვნელობის რეგულირებით, შეიძლება შეიცვალოს კრისტალური ოსცილატორის ძირითადი სიხშირე და ამჟამად, ეს მეთოდი გამოიყენება მაღალი სიზუსტის კრისტალური ოსცილატორის დასარეგულირებლად.
მიკროსქემის სისტემაში მაღალი სიჩქარის საათის სიგნალის ხაზს აქვს უმაღლესი პრიორიტეტი. საათის ხაზი არის მგრძნობიარე სიგნალი და რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უფრო მოკლეა ხაზი საჭირო იმისათვის, რომ სიგნალის დამახინჯება მინიმალური იყოს.
ახლა ბევრ წრეში, სისტემის კრისტალური საათის სიხშირე ძალიან მაღალია, ამიტომ ჰარმონიაში ჩარევის ენერგია ასევე ძლიერია, ჰარმონიები მიიღება ორი ხაზის შეყვანიდან და გამომავალიდან, ასევე კოსმოსური გამოსხივებისგან, რაც ასევე იწვევს თუ კრისტალური ოსცილატორის PCB განლაგება არ არის გონივრული, ის ადვილად გამოიწვევს ძლიერ მაწანწალა გამოსხივების პრობლემას და წარმოქმნის შემდეგ, ძნელია გადაჭრას სხვა მეთოდებით. ამიტომ, ძალიან მნიშვნელოვანია კრისტალური ოსცილატორისა და CLK სიგნალის ხაზის განლაგებისთვის, როდესაც PCB დაფა განლაგებულია.