کرسٹل آسکیلیٹر ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائن میں کلیدی حیثیت رکھتا ہے، عام طور پر سرکٹ ڈیزائن میں، کرسٹل آسیلیٹر کو ڈیجیٹل سرکٹ کے دل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، ڈیجیٹل سرکٹ کے تمام کام کلاک سگنل سے الگ نہیں ہوتے، اور صرف کرسٹل آسکیلیٹر کلیدی بٹن ہے۔ جو کہ پورے نظام کے عام آغاز کو براہ راست کنٹرول کرتا ہے، یہ کہا جا سکتا ہے کہ اگر کوئی ڈیجیٹل سرکٹ ڈیزائن ہو تو کرسٹل آسکیلیٹر دیکھ سکتا ہے۔

I. کرسٹل آسکیلیٹر کیا ہے؟

کرسٹل آسکیلیٹر عام طور پر دو قسم کے کوارٹج کرسٹل آسیلیٹر اور کوارٹج کرسٹل ریزونیٹر سے مراد ہے، اور اسے براہ راست کرسٹل آسکیلیٹر بھی کہا جا سکتا ہے۔ دونوں کوارٹج کرسٹل کے پیزو الیکٹرک اثر کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے ہیں۔

کرسٹل آسکیلیٹر اس طرح کام کرتا ہے: جب کرسٹل کے دو الیکٹروڈز پر برقی فیلڈ لگائی جاتی ہے، تو کرسٹل میکانکی خرابی سے گزرتا ہے، اور اس کے برعکس، اگر کرسٹل کے دونوں سروں پر مکینیکل دباؤ لگایا جاتا ہے، تو کرسٹل پیدا کرے گا۔ ایک برقی میدان. یہ رجحان الٹنے والا ہے، اس لیے کرسٹل کی اس خصوصیت کو استعمال کرتے ہوئے، کرسٹل کے دونوں سروں پر متبادل وولٹیجز شامل کرتے ہوئے، چپ مکینیکل کمپن پیدا کرے گی، اور ساتھ ہی متبادل برقی میدان بھی پیدا کرے گی۔ تاہم، کرسٹل سے پیدا ہونے والا یہ کمپن اور برقی میدان عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے، لیکن جب تک یہ ایک خاص فریکوئنسی پر ہے، طول و عرض میں نمایاں اضافہ ہو جائے گا، جیسا کہ LC لوپ ریزوننس کی طرح جسے ہم سرکٹ ڈیزائنرز اکثر دیکھتے ہیں۔

II کرسٹل oscillations کی درجہ بندی (فعال اور غیر فعال)

① غیر فعال کرسٹل آسکیلیٹر

غیر فعال کرسٹل ایک کرسٹل ہے، عام طور پر 2 پن کا غیر قطبی آلہ (کچھ غیر فعال کرسٹل میں ایک مقررہ پن ہوتا ہے جس میں کوئی قطبی نہیں ہوتا ہے)۔

غیر فعال کرسٹل آسکیلیٹر کو عام طور پر دوغلی سگنل (سائن ویو سگنل) پیدا کرنے کے لیے لوڈ کیپسیٹر کے ذریعے بنائے گئے کلاک سرکٹ پر انحصار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

② ایکٹو کرسٹل آسکیلیٹر

ایک فعال کرسٹل آسکیلیٹر ایک آسکیلیٹر ہے، عام طور پر 4 پنوں کے ساتھ۔ ایکٹو کرسٹل آسکیلیٹر کو مربع لہر سگنل پیدا کرنے کے لیے CPU کے اندرونی آسکیلیٹر کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ ایک فعال کرسٹل پاور سپلائی ایک گھڑی سگنل پیدا کرتا ہے.

ایکٹو کرسٹل آسکیلیٹر کا سگنل مستحکم ہے، کوالٹی بہتر ہے، اور کنکشن موڈ نسبتاً آسان ہے، درستگی کی خرابی غیر فعال کرسٹل آسکیلیٹر کی نسبت چھوٹی ہے، اور قیمت غیر فعال کرسٹل اوسیلیٹر سے زیادہ مہنگی ہے۔

III کرسٹل آسکیلیٹر کے بنیادی پیرامیٹرز

عام کرسٹل آسکیلیٹر کے بنیادی پیرامیٹرز یہ ہیں: آپریٹنگ درجہ حرارت، درستگی کی قدر، مماثلت کی گنجائش، پیکیج کی شکل، بنیادی تعدد وغیرہ۔

کرسٹل آسکیلیٹر کی بنیادی فریکوئنسی: عام کرسٹل فریکوئنسی کا انتخاب فریکوئنسی اجزاء کی ضروریات پر منحصر ہوتا ہے، جیسے MCU عام طور پر ایک رینج ہوتا ہے، جن میں سے زیادہ تر 4M سے درجنوں M تک ہوتے ہیں۔

کرسٹل وائبریشن کی درستگی: کرسٹل وائبریشن کی درستگی عام طور پر ±5PPM، ±10PPM، ±20PPM، ±50PPM، وغیرہ ہوتی ہے، ہائی پریسجن کلاک چپس عام طور پر ±5PPM کے اندر ہوتی ہیں، اور عام استعمال تقریباً ±20PPM کا انتخاب کرے گا۔

کرسٹل آسکیلیٹر کی مماثلت کیپیسیٹینس: عام طور پر مماثل اہلیت کی قدر کو ایڈجسٹ کرکے، کرسٹل آسکیلیٹر کی بنیادی تعدد کو تبدیل کیا جاسکتا ہے، اور فی الحال، یہ طریقہ اعلی درستگی والے کرسٹل آسکیلیٹر کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

سرکٹ سسٹم میں ہائی سپیڈ کلاک سگنل لائن کو سب سے زیادہ ترجیح حاصل ہے۔ گھڑی کی لکیر ایک حساس سگنل ہے، اور فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ سگنل کی مسخ کم سے کم ہو، لائن اتنی ہی چھوٹی ہونی چاہیے۔

اب بہت سے سرکٹس میں سسٹم کی کرسٹل کلاک فریکوئنسی بہت زیادہ ہے، اس لیے ہارمونکس میں مداخلت کی توانائی بھی مضبوط ہے، ہارمونکس ان پٹ اور آؤٹ پٹ دو لائنوں سے حاصل کیے جائیں گے، بلکہ خلائی تابکاری سے بھی حاصل کیے جائیں گے، جو اگر کرسٹل آسکیلیٹر کا پی سی بی لے آؤٹ معقول نہیں ہے، تو یہ آسانی سے ایک مضبوط آوارہ تابکاری کا مسئلہ پیدا کرے گا، اور ایک بار پیدا ہونے کے بعد، دوسرے طریقوں سے اسے حل کرنا مشکل ہے۔ لہذا، جب پی سی بی بورڈ بچھایا جاتا ہے تو یہ کرسٹل آسکیلیٹر اور CLK سگنل لائن لے آؤٹ کے لیے بہت اہم ہے۔