Kryštálový oscilátor je kľúčom v digitálnom obvode, zvyčajne v návrhu obvodu, kryštalický oscilátor sa používa ako srdce digitálneho obvodu, všetka práca digitálneho obvodu je neoddeliteľná od hodinového signálu a iba kryštálový oscilátor je kľúčovým tlačidlom, ktoré priamo riadi normálny začiatok celého systému, je možné, že ak existuje digitálny obvodový dizajn, môže vidieť kryštálový oscilátor.
I. Čo je kryštálový oscilátor?
Krištáľový oscilátor sa vo všeobecnosti vzťahuje na dva druhy kremenného kryštálového oscilátora a rezonátora kremenného kryštálu a môže sa tiež priamo nazývať kryštálový oscilátor. Obidve sa vyrábajú pomocou piezoelektrického účinku kremenných kryštálov.
Kryštálový oscilátor funguje takto: keď sa elektrické pole aplikuje na dve elektródy kryštálu, kryštál sa podstúpi mechanickú deformáciu a naopak, ak sa mechanický tlak aplikuje na dva konce kryštálu, kryštál bude vyrábať elektrické pole. Tento jav je reverzibilný, takže s použitím tejto charakteristiky kryštálu, ktorý pridá striedavé napätie na obidve konce kryštálu, čip bude produkovať mechanické vibrácie a súčasne produkuje striedavé elektrické polia. Toto vibračné a elektrické pole generované kryštálom sú však všeobecne malé, ale pokiaľ je pri určitej frekvencii, amplitúda sa výrazne zvýši, podobná rezonancii LC Loop Loop, ktorú často vidíme dizajnérov obvodov.
II. Klasifikácia kryštálových oscilácií (aktívne a pasívne)
① Pasívny krištáľový oscilátor
Pasívny kryštál je kryštál, zvyčajne 2-pin nepolárne zariadenie (niektoré pasívne kryštály majú pevný kolík bez polarity).
Pasívny kryštálový oscilátor sa vo všeobecnosti musí spoliehať na okruh hodín tvorený kondenzátorom zaťaženia, aby sa generoval oscilačný signál (signál sínusovej vlny).
② aktívny kryštálový oscilátor
Aktívny kryštálový oscilátor je oscilátor, zvyčajne so 4 kolíkom. Aktívny kryštálový oscilátor nevyžaduje vnútorný oscilátor CPU, aby vytvoril signál štvorcovej vlny. Aktívne napájanie kryštálov generuje hodinový signál.
Signál aktívneho kryštálového oscilátora je stabilný, kvalita je lepšia a režim pripojenia je relatívne jednoduchý, chyba presnosti je menšia ako u pasívneho kryštálového oscilátora a cena je drahšia ako oscilátor pasívneho kryštálu.
III. Základné parametre kryštálového oscilátora
Základné parametre všeobecného oscilátora kryštálov sú: prevádzková teplota, hodnota presnosti, zodpovedajúca kapacita, formulár balíka, frekvencia jadra atď.
Frekvencia jadra kryštálového oscilátora: Výber všeobecnej frekvencie kryštálov závisí od požiadaviek frekvenčných komponentov, ako je MCU, je zvyčajne rozsah, z ktorých väčšina je od 4 m do desiatok M.
Presnosť vibrácií kryštálov: Presnosť vibrácií kryštálov je zvyčajne ± 5 ppm, ± 10 ppm, ± 20 ppm, ± 50 ppm atď., Hodinové čipy s vysokou presnosťou sú zvyčajne v rámci ± 5 ppm a všeobecné použitie si vyberie asi ± 20 ppm.
Zodpovedajúca kapacita kryštálového oscilátora: Zvyčajne je možné zmeniť hodnotu zodpovedajúcej kapacity, jadrová frekvencia kryštálového oscilátora sa môže zmeniť a v súčasnosti sa táto metóda používa na úpravu vysoko presného kryštálového oscilátora.
V systéme obvodu má vysokorýchlostné hodinové signálne vedenie najvyššiu prioritu. Hodinová čiara je citlivý signál a čím vyššia je frekvencia, čím kratšia je čiara, aby sa zabezpečilo, že skreslenie signálu je minimálne.
Teraz v mnohých obvodoch je frekvencia kryštálových hodín systému veľmi vysoká, takže energia interferovania s harmonickými je tiež silná, harmonika bude odvodená zo vstupu a výstupu dvoch riadkov, ale aj z vesmírneho žiarenia, ktoré tiež vedie k tomu, že je to, ak je PCB usporiadanie inakých metód vyriešené iným metódami. Preto je veľmi dôležité pre rozloženie kryštálového oscilátora a rozloženia signálnej línie CLK, keď je doska DPS usporiadaná.