Oscilatori kristal është çelësi në hartimin e qarkut dixhital, zakonisht në dizajnimin e qarkut, oshilatori kristal përdoret si zemra e qarkut dixhital, e gjithë puna e qarkut dixhital është e pandashme nga sinjali i orës, dhe vetëm oshilatori kristal është butoni kryesor që drejtpërdrejt kontrollon fillimin normal të të gjithë sistemit, mund të thuhet se nëse ka një dizajn qarku dixhital mund të shihet oshilatori kristal.

I. Çfarë është një oshilator kristal?

Oscilatori kristal në përgjithësi i referohet dy llojeve të oshilatorit të kristalit të kuarcit dhe rezonatorit të kristalit të kuarcit, dhe gjithashtu mund të quhet drejtpërdrejt oshilator kristal. Të dyja janë bërë duke përdorur efektin piezoelektrik të kristaleve të kuarcit.

Oscilatori i kristalit funksionon kështu: kur një fushë elektrike aplikohet në dy elektroda të kristalit, kristali do të pësojë deformim mekanik, dhe në të kundërtën, nëse ushtrohet presion mekanik në dy skajet e kristalit, kristali do të prodhojë një fushë elektrike. Ky fenomen është i kthyeshëm, kështu që duke përdorur këtë karakteristikë të kristalit, duke shtuar tensione alternative në të dy skajet e kristalit, çipi do të prodhojë dridhje mekanike dhe në të njëjtën kohë do të prodhojë fusha elektrike të alternuara. Sidoqoftë, kjo dridhje dhe fushë elektrike e krijuar nga kristali është përgjithësisht e vogël, por për sa kohë që është në një frekuencë të caktuar, amplituda do të rritet ndjeshëm, e ngjashme me rezonancën e lakut LC që ne projektuesit e qarkut e shohim shpesh.

II. Klasifikimi i lëkundjeve kristalore (aktive dhe pasive)

① Oscilator kristal pasiv

Kristali pasiv është një kristal, përgjithësisht një pajisje jopolare me 2 pin (disa kristal pasiv ka një kunj fikse pa polaritet).

Oscilatori kristal pasiv në përgjithësi duhet të mbështetet në qarkun e orës të formuar nga kondensatori i ngarkesës për të gjeneruar sinjalin oshilues (sinjal i valës sinus).

② oshilator aktiv kristal

Një oshilator aktiv kristal është një oshilator, zakonisht me 4 kunja. Oscilatori aktiv i kristalit nuk kërkon që oshilatori i brendshëm i CPU-së të prodhojë një sinjal me valë katrore. Një furnizim me energji kristal aktiv gjeneron një sinjal orësh.

Sinjali i oshilatorit kristal aktiv është i qëndrueshëm, cilësia është më e mirë dhe mënyra e lidhjes është relativisht e thjeshtë, gabimi i saktësisë është më i vogël se ai i oshilatorit kristal pasiv dhe çmimi është më i shtrenjtë se oshilatori kristal pasiv.

III. Parametrat bazë të oshilatorit kristal

Parametrat bazë të oshilatorit të përgjithshëm kristal janë: temperatura e funksionimit, vlera e saktësisë, kapaciteti i përputhjes, forma e paketimit, frekuenca e bërthamës etj.

Frekuenca thelbësore e oshilatorit kristal: Zgjedhja e frekuencës së përgjithshme kristalore varet nga kërkesat e përbërësve të frekuencës, si MCU në përgjithësi është një diapazon, shumica e të cilave janë nga 4M në dhjetëra M.

Saktësia e dridhjeve të kristalit: saktësia e dridhjes së kristalit është përgjithësisht ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, etj., çipat e orës me saktësi të lartë janë përgjithësisht brenda ±5PPM, dhe përdorimi i përgjithshëm do të zgjedhë rreth ±20PPM.

Kapaciteti i përputhjes së oshilatorit kristal: zakonisht duke rregulluar vlerën e kapacitetit të përputhjes, frekuenca e bërthamës së oshilatorit kristal mund të ndryshohet, dhe aktualisht, kjo metodë përdoret për të rregulluar oshilatorin kristal me saktësi të lartë.

Në sistemin e qarkut, linja e sinjalit të orës me shpejtësi të lartë ka përparësinë më të lartë. Linja e orës është një sinjal i ndjeshëm, dhe sa më e lartë të jetë frekuenca, aq më e shkurtër kërkohet linja për të siguruar që shtrembërimi i sinjalit të jetë minimal.

Tani në shumë qarqe, frekuenca e orës kristal të sistemit është shumë e lartë, kështu që energjia e ndërhyrjes në harmonikë është gjithashtu e fortë, harmonikët do të rrjedhin nga dy linjat hyrëse dhe dalëse, por edhe nga rrezatimi hapësinor, i cili gjithashtu çon në nëse paraqitja e PCB-së e oshilatorit kristal nuk është e arsyeshme, do të shkaktojë lehtësisht një problem të fortë të rrezatimit të humbur, dhe pasi të krijohet, është e vështirë të zgjidhet me metoda të tjera. Prandaj, është shumë e rëndësishme për oscilatorin kristal dhe paraqitjen e linjës së sinjalit CLK kur shtrohet pllaka PCB.