Кристалниот осцилатор е клучот во дизајнот на дигиталните кола, обично во дизајнот на кола, кристалниот осцилатор се користи како срце на дигиталното коло, целата работа на дигиталното коло е неразделна од сигналот на часовникот, а само кристалниот осцилатор е клучното копче што директно го контролира нормалниот почеток на целиот систем, може да се каже дека ако има дигитално коло дизајн може да се види кристалниот осцилатор.

I. Што е кристален осцилатор?

Кристалниот осцилатор генерално се однесува на два вида осцилатор на кварцни кристали и резонатор на кварцни кристали, а исто така може директно да се нарече кристален осцилатор. И двете се направени со користење на пиезоелектричниот ефект на кварцните кристали.

Кристалниот осцилатор работи вака: кога ќе се примени електрично поле на двете електроди на кристалот, кристалот ќе претрпи механичка деформација, а напротив, ако се изврши механички притисок на двата краја на кристалот, кристалот ќе произведе електрично поле. Овој феномен е реверзибилен, па користејќи ја оваа карактеристика на кристалот, додавајќи наизменични напони на двата краја на кристалот, чипот ќе произведе механички вибрации, а во исто време ќе произведе наизменични електрични полиња. Сепак, овие вибрации и електрично поле генерирани од кристалот се генерално мали, но се додека е на одредена фреквенција, амплитудата ќе биде значително зголемена, слична на резонанца на LC јамка што ние дизајнерите на кола често ја гледаме.

II. Класификација на кристалните осцилации (активни и пасивни)

① Пасивен кристален осцилатор

Пасивниот кристал е кристал, генерално 2-пински неполарен уред (некој пасивен кристал има фиксна игла без поларитет).

Пасивниот кристален осцилатор генерално треба да се потпре на часовното коло формирано од кондензаторот за оптоварување за да генерира осцилирачки сигнал (сигнал на синусниот бран).

② Активен кристален осцилатор

Активен кристален осцилатор е осцилатор, обично со 4 пинови. Активниот кристален осцилатор не бара внатрешниот осцилатор на процесорот да произведува сигнал со квадратен бран. Активното кристално напојување генерира сигнал за часовник.

Сигналот на активниот кристален осцилатор е стабилен, квалитетот е подобар, а режимот на поврзување е релативно едноставен, грешката во прецизноста е помала од онаа на пасивниот кристален осцилатор, а цената е поскапа од пасивниот кристален осцилатор.

III. Основни параметри на кристален осцилатор

Основните параметри на општиот кристален осцилатор се: работна температура, прецизна вредност, капацитивност на совпаѓање, форма на пакет, фреквенција на јадрото и сл.

Основната фреквенција на кристалниот осцилатор: Изборот на општата кристална фреквенција зависи од барањата на компонентите на фреквенцијата, како што MCU е генерално опсег, од кои повеќето се од 4 M до десетици M.

Точност на кристалните вибрации: точноста на кристалната вибрација е генерално ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, итн., чиповите со висока прецизност на часовникот обично се во рамките на ±5PPM, а општата употреба ќе избере околу ±20PPM.

Соодветна капацитивност на кристалниот осцилатор: обично со прилагодување на вредноста на соодветниот капацитет, фреквенцијата на јадрото на кристалниот осцилатор може да се промени, а во моментов, овој метод се користи за прилагодување на високопрецизниот кристален осцилатор.

Во системот на колото, сигналната линија на часовникот со голема брзина има најголем приоритет. Линијата на часовникот е чувствителен сигнал и колку е поголема фреквенцијата, толку е потребна линијата пократка за да се осигура дека изобличувањето на сигналот е минимално.

Сега во многу кола, фреквенцијата на кристалниот часовник на системот е многу висока, така што енергијата на интерферирање со хармониците е исто така силна, хармониците ќе се изведат од влезните и излезните две линии, но и од вселенското зрачење, што исто така доведува до ако распоредот на ПХБ на кристалниот осцилатор не е разумен, лесно ќе предизвика проблем со силно залутано зрачење, а штом ќе се произведе, тешко е да се реши со други методи. Затоа, многу е важно за распоредот на кристалниот осцилатор и CLK сигналната линија кога е поставена плочата за PCB.