Crystal Oscillator är nyckeln i digital kretskonstruktion, vanligtvis i kretsdesign, kristalloscillator används som hjärtat i den digitala kretsen, allt det digitala kretsens arbete är oskiljaktigt från klocksignalen, och bara kristallscillatorn är nyckelknappen som direkt styr den normala starten på hela systemet, kan det sägas att om det är en digital krets kan se kristallen.

I. Vad är en kristalloscillator?

Crystal Oscillator hänvisar i allmänhet till två typer av kvartskristalloscillator och kvartskristallresonator och kan också direkt kallas kristalloscillator. Båda är tillverkade med den piezoelektriska effekten av kvartskristaller.

Kristallsoscillatorn fungerar så här: När ett elektriskt fält appliceras på de två elektroderna i kristallen kommer kristallen att genomgå mekanisk deformation, och tvärtom, om mekaniskt tryck appliceras på de två ändarna av kristallen, kommer kristallen att producera ett elektriskt fält. Detta fenomen är reversibelt, så att använda detta kännetecken för kristallen, lägga till växlande spänningar till båda ändarna av kristallen kommer chipet att producera mekanisk vibration och samtidigt producera växlande elektriska fält. Emellertid är detta vibrations- och elektriska fält som genereras av kristallen i allmänhet liten, men så länge den är vid en viss frekvens kommer amplituden att ökas avsevärt, liknande LC -slingresonansen som vi kretsdesigners ofta ser.

Ii. Klassificering av kristallsvängningar (aktiv och passiv)

① Passiv kristalloscillator

Passiv kristall är en kristall, i allmänhet en 2-stifts icke-polär anordning (vissa passiva kristaller har en fast stift utan polaritet).

Passiv kristalloscillator måste i allmänhet förlita sig på klockkretsen som bildas av lastkondensatorn för att generera den oscillerande signalen (sinusvågsignal).

② Aktiv kristalloscillator

En aktiv kristalloscillator är en oscillator, vanligtvis med 4 stift. Active Crystal Oscillator kräver inte att CPU: s interna oscillator producerar en kvadratvågsignal. En aktiv kristallströmförsörjning genererar en klocksignal.

Signalen från Active Crystal Oscillator är stabil, kvaliteten är bättre och anslutningsläget är relativt enkelt, precisionsfelet är mindre än för passiv kristalloscillator och priset är dyrare än passiv kristalloscillator.

Iii. Grundparametrar för kristalloscillator

De grundläggande parametrarna för den allmänna kristalloscillatorn är: driftstemperatur, precisionsvärde, matchande kapacitans, paketform, kärnfrekvens och så vidare.

Kärnfrekvensen för kristalloscillatorn: Valet av den allmänna kristallfrekvensen beror på kraven i frekvenskomponenterna, som MCU i allmänhet är ett intervall, de flesta är från 4 m till dussintals M.

Kristallvibrationsnoggrannhet: Kristallvibrationens noggrannhet är i allmänhet ± 5 ppm, ± 10 ppm, ± 20 ppm, ± 50 ppm, etc., högprecisionsklockchips är i allmänhet inom ± 5 ppm, och den allmänna användningen kommer att välja cirka ± 20 ppm.

Den matchande kapacitansen hos kristalloscillatorn: Vanligtvis genom att justera värdet på matchningskapacitansen kan kärnfrekvensen för kristalloscillatorn ändras, och för närvarande används denna metod för att justera kristalloscillatorn.

I kretssystemet har höghastighets klocksignallinjen högsta prioritet. Klocklinjen är en känslig signal, och ju högre frekvens, desto kortare är linjen skyldig för att säkerställa att snedvridningen av signalen är minimal.

Nu i många kretsar är systemets kristallklockfrekvens mycket hög, så energin att störa harmonier är också stark, harmonik kommer att härledas från ingången och utmatningen två linjer, men också från rymdstrålningen, vilket också leder till om PCB -layouten av kristalloscillatorn inte är rimlig, det kommer lätt att orsaka ett starkt strålningsproblem, och en gång produceras det, det är svårt att göra det är svårt att göra en annan metod. Därför är det mycket viktigt för Crystal Oscillator- och CLK -signallinjen när PCB -kortet är utformat.