Kristalų osciliatorius yra raktas į skaitmeninės grandinės dizainą, dažniausiai projektuojant grandinės dizainą, kristalų osciliatorius naudojamas kaip skaitmeninės grandinės širdis, visas skaitmeninės grandinės darbas yra neatsiejamas nuo laikrodžio signalo, o tik kristalų osciliatorius yra rakto mygtukas, kuris tiesiogiai kontroliuoja įprastą visos sistemos pradžią, galima pasakyti, kad jei yra skaitmeninės grandinės dizainas, galima pamatyti kristalų osciliatorių.
I. Kas yra krištolo generatorius?
Kristalų osciliatorius paprastai nurodo dviejų rūšių kvarco kristalų osciliatorių ir kvarco kristalų rezonatorių, taip pat gali būti tiesiogiai vadinamas kristalų osciliatoriumi. Abu gaminami naudojant kvarco kristalų pjezoelektrinį poveikį.
Kristalų osciliatorius veikia taip: Kai dviem kristalo elektrodams taikomas elektrinis laukas, kristalas patirs mechaninę deformaciją, o priešingai, jei mechaninis slėgis bus taikomas dviem kristalo galams, kristalas pagamins elektrinį lauką. Šis reiškinys yra grįžtamasis, todėl naudojant šią kristalo savybę, pridedant kintamą įtampą prie abiejų kristalo galų, lustas sukels mechaninę vibraciją ir tuo pačiu metu gamins kintančius elektrinius laukus. Tačiau šis kristalo sukuriamas vibracijos ir elektrinio laukas paprastai yra mažas, tačiau tol, kol jis yra tam tikru dažniu, amplitudė bus žymiai padidinta, panaši į LC kilpos rezonansą, kurį dažnai matome grandinės dizaineriai.
Ii. Kristalų virpesių klasifikacija (aktyvi ir pasyvi)
① Pasyvus kristalų generatorius
Pasyvus kristalas yra kristalas, paprastai 2 kontaktų nepolinė įtaisas (kai kurie pasyvūs kristalai turi fiksuotą kaištį, kuriame nėra poliškumo).
Pasyvus kristalų osciliatorius paprastai turi pasikliauti laikrodžio grandine, kurią sudaro apkrovos kondensatorius, kad būtų sukurtas svyruojantis signalas (sinuso bangos signalas).
② Aktyvus kristalų osciliatorius
Aktyvus kristalų osciliatorius yra osciliatorius, paprastai su 4 kaiščiais. Aktyvus kristalų osciliatorius nereikalauja, kad CPU vidinis osciliatorius gautų kvadratinių bangų signalą. Aktyvus kristalų maitinimo šaltinis sukuria laikrodžio signalą.
Aktyvaus kristalų generatoriaus signalas yra stabilus, kokybė yra geresnė, o ryšio režimas yra gana paprastas, tikslioji paklaida yra mažesnė nei pasyvaus kristalų osciliatoriaus, o kaina yra brangesnė nei pasyvaus kristalų osciliatorius.
Iii. Pagrindiniai kristalų generatoriaus parametrai
Pagrindiniai bendrojo kristalų osciliatoriaus parametrai yra šie: darbinė temperatūra, tiksli vertė, atitikimo talpa, paketo forma, šerdies dažnis ir pan.
Pagrindinis kristalų osciliatoriaus dažnis: Bendrojo kristalų dažnio pasirinkimas priklauso nuo dažnio komponentų, tokių kaip MCU, reikalavimai paprastai yra diapazonas, iš kurių dauguma yra nuo 4M iki dešimčių M.
Kristalų vibracijos tikslumas: Kristalų vibracijos tikslumas paprastai yra ± 5ppm, ± 10ppm, ± 20ppm, ± 50ppm ir kt., Didelio tikslumo laikrodžio lustai paprastai yra ± 5ppm, o bendras naudojimas pasirinks apie ± 20 ppm.
Kristalų osciliatoriaus atitikimo talpa: paprastai sureguliuodamas atitinkamos talpos vertę, kristalų osciliatoriaus pagrindinį dažnį galima pakeisti, o šiuo metu šis metodas naudojamas aukšto tikslumo kristalų osciliatoriui sureguliuoti.
Grandinės sistemoje didžiausias prioritetas turi didelės spartos laikrodžio signalo liniją. Laikrodžio linija yra jautrus signalas, o kuo didesnis dažnis, tuo trumpesnė linija reikalinga, kad būtų užtikrinta, jog signalo iškraipymas yra minimalus.
Dabar daugelyje grandinių sistemos krištolo laikrodžio dažnis yra labai didelis, todėl trukdančios harmonikai energija taip pat yra stipri, harmonikos bus gaunamos iš įvesties ir išvesties dviem linijomis, bet ir iš erdvės spinduliuotės, kuri taip pat sukelia ir, jei PCB išdėstyta kristalų osciliatoriumi, nėra pagrįstas, tai nesunkiai sukels stiprią sklidimo spinduliuotės problemą, o po to, kai PCB yra sunku tirti, kitaip, o kitais metodais. Todėl labai svarbu kristalų osciliatoriaus ir CLK signalo linijos išdėstymui, kai išdėstyta PCB plokštė.