Кристални осцилатор је кључ у дизајну дигиталног кола, обично у дизајну кола, кристални осцилатор се користи као срце дигиталног кола, сав рад дигиталног кола је неодвојив од сигнала сата, а само кристални осцилатор је кључно дугме који директно контролише нормалан почетак целог система, може се рећи да ако постоји дизајн дигиталног кола може да се види кристални осцилатор.

И. Шта је кристални осцилатор?

Кристални осцилатор се генерално односи на две врсте кварцног кристалног осцилатора и кварцног кристалног резонатора, а такође се може директно назвати кристалним осцилатором. Оба су направљена коришћењем пиезоелектричног ефекта кристала кварца.

Кристални осцилатор функционише овако: када се електрично поље примени на две електроде кристала, кристал ће бити подвргнут механичкој деформацији, а напротив, ако се примени механички притисак на два краја кристала, кристал ће произвести електрично поље. Овај феномен је реверзибилан, тако да користећи ову карактеристику кристала, додајући наизменичне напоне на оба краја кристала, чип ће производити механичку вибрацију, а истовремено производити наизменична електрична поља. Међутим, ова вибрација и електрично поље које генерише кристал је генерално мали, али све док је на одређеној фреквенцији, амплитуда ће бити значајно повећана, слично резонанцији ЛЦ петље коју ми дизајнери кола често виђамо.

ИИ. Класификација кристалних осцилација (активних и пасивних)

① Пасивни кристални осцилатор

Пасивни кристал је кристал, углавном 2-пински неполарни уређај (неки пасивни кристал има фиксни пин без поларитета).

Пасивни кристални осцилатор генерално треба да се ослони на тактно коло формирано од кондензатора оптерећења да генерише осцилујући сигнал (синусни сигнал).

② Активни кристални осцилатор

Активни кристални осцилатор је осцилатор, обично са 4 пина. Активни кристални осцилатор не захтева да интерни осцилатор ЦПУ-а производи сигнал квадратног таласа. Активно кристално напајање генерише тактни сигнал.

Сигнал активног кристалног осцилатора је стабилан, квалитет је бољи, а начин повезивања је релативно једноставан, грешка прецизности је мања од оне код пасивног кристалног осцилатора, а цена је скупља од пасивног кристалног осцилатора.

ИИИ. Основни параметри кристалног осцилатора

Основни параметри општег кристалног осцилатора су: радна температура, вредност прецизности, одговарајући капацитет, облик пакета, фреквенција језгра и тако даље.

Фреквенција језгра кристалног осцилатора: Избор опште фреквенције кристала зависи од захтева фреквенцијских компоненти, као што је МЦУ генерално у опсегу, од којих је већина од 4М до десетина М.

Прецизност кристалне вибрације: тачност кристалне вибрације је генерално ±5ППМ, ±10ППМ, ±20ППМ, ±50ППМ, итд., Високо прецизни чипови сата су углавном унутар ±5ППМ, а општа употреба ће изабрати око ±20ППМ.

Одговарајући капацитет кристалног осцилатора: обично подешавањем вредности одговарајућег капацитета, фреквенција језгра кристалног осцилатора се може променити, а тренутно се овај метод користи за подешавање кристалног осцилатора високе прецизности.

У систему кола, сигнална линија велике брзине сата има највећи приоритет. Линија сата је осетљив сигнал, а што је виша фреквенција, то је краћа линија потребна да би се изобличење сигнала било минимално.

Сада је у многим колима фреквенција кристалног сата система веома висока, тако да је енергија ометања хармоника такође јака, хармоници ће се изводити из улазне и излазне две линије, али и из свемирског зрачења, што такође доводи до ако ПЦБ распоред кристалног осцилатора није разуман, лако ће изазвати јак проблем лутајућег зрачења, а када се једном произведе, тешко га је решити другим методама. Због тога је веома важно за распоред кристалног осцилатора и ЦЛК сигналне линије када је ПЦБ плоча постављена.