Křišťálový oscilátor, zařízení s mnohostrannými parametry, významně závisí na kapacitu a odporu.Jak přesně však tyto parametry ovlivňují jeho funkčnost?Pojďme to rozbalit.
Zátěžová kapacita: Zátěžová kapacita krystalového oscilátoru je pro jeho standardní oscilaci rozhodující.Obvykle se používají externí kondenzátory k vyrovnání ekvivalentní kapacity na koncích krystalu oscilátoru s kapacitou zatížení.Když je klíčová přesnost, zvažuje se dokonce i kapacita z vstupního terminálu IC na zem.Připojený kondenzátor je obvykle zdvojnásoben potřebnou kapacitou zatížení, jehož cílem je přiblížit hodnotu kapacity zatížení.Vzorec, zatížení kapacitance krystalu oscilátoru = [(CD*cg)/(CD+CG)]+CIC+△ C, zapouzdřuje tento vztah.
Krystalické oscilátorové kolíky: Pinky na různých logických čipech lze přirovnat k kapacitnímu tříbodovému oscilátoru.Uvnitř je obvykle střídač nebo řada lichých střídačů.Mezi výstupním pin XO a vstupním kolíkem XI z krystalového oscilátoru je spojen rezistor, obvykle několik MΩ.Tento rezistor je často integrován do mnoha kolíků čipů, což neguje potřebu vnějšího spojení.Jeho role?Chcete -li udržovat střídač v lineárním stavu na začátku oscilace, působí jako zesilovač se značným ziskem.
Krystal křemenného a paralelního rezonančního obvodu: Krystal křemenů, umístěný mezi vstupem a výstupem krystalového oscilátoru, účinně tvoří paralelní rezonanční obvod.Oscilační frekvence se vyrovnává s paralelní rezonanční frekvencí krystalu.Krystal lemují dva uzemněné kondenzátory, v podstatě kondenzátory tříbodového obvodu napětí.Pozemní bod slouží jako bod dělení napětí.Z pohledu paralelního rezonančního obvodu vytvářejí pozitivní zpětnou vazbu a zajišťují kontinuální oscilaci.
Úvahy kondenzátoru: Při návrhu čipu jsou tyto kondenzátory předem formovány, obvykle rovné v kapacitě, ale malé, možná omezující přizpůsobitelnost frekvenčního rozsahu.Při přidání externě závisí jejich hodnoty, několik PF do desítek PF, na frekvenci a krystalové charakteristice.Je důležité si uvědomit, že jejich hodnoty řady, spojené paralelně s rezonanční nádrží, mohou ovlivnit frekvenci oscilace.Koeficient zpětné vazby 0,5 je obvykle dostatečný pro oscilaci.Pokud se však oscilace snaží zahájit nebo zůstává nestabilní, může úprava pozemní kapacity na vstupu a zvýšení výstupní kapacity zvýšit zpětnou vazbu.
Role rezistoru: Rezistor spojující vstup a výstup krystalového oscilátoru zavádí negativní zpětnou vazbu a zajišťuje, že zesilovač funguje v lineární oblasti s vysokým ziskem.Omezuje také proud a chrání krystalovou oscilátoru před možným poškozením výstupním výstupem střídače.Tento rezistor transformuje logický střídač na zařízení s vysokým ziskem lineární oblasti.Při nasycení zisk zmizí a bez zisku přestane oscilace.Pro účely oscilace, zejména u CMOS, musí být tento rezistor, často přesahující 1 m, externě připojen.S TTL se složitost liší podle typu.Pokud čip určuje kolík křišťálového oscilátoru, jako v některých mikroprocesorech, není vnější přidání kvůli interní integraci zbytečné.
Rezistor v podstatě přidává zpětnou vazbu do střídače obvodu a tvoří zesilovač.Když je krystal zabudován, ekvivalent AC této zpětné vazby rezonuje na krystalové frekvenci.Vzhledem k vysoké hodnotě Q Crystal, značné změny odporu minimálně ovlivňují výstupní frekvenci.