Un oscillateur en cristal, un dispositif avec des paramètres à multiples facettes, dépend considérablement de la capacité et de la résistance.Mais comment ces paramètres influencent-ils exactement sa fonctionnalité?Débordez ceci.
Capacité de chargement: la capacité de charge d'un oscillateur en cristal est essentielle pour son oscillation standard.En règle générale, des condensateurs externes sont utilisés pour équilibrer la capacité équivalente aux extrémités de l'oscillateur cristallin avec la capacité de charge.Lorsque la précision est essentielle, même la capacité de la borne d'entrée IC au sol est considérée.Habituellement, le condensateur connecté est le double de la capacité de charge nécessaire, visant à approximer la valeur de capacité de charge.La formule, la capacité de charge de l'oscillateur cristallin = [(CD * CG) / (CD + CG)] + CIC + △ C, encapsule cette relation.
Épingles d'oscillateur en cristal: Les broches sur diverses puces logiques peuvent être comparées à un oscillateur capacitif à trois points.À l'intérieur, il y a généralement un onduleur, ou une série d'onduleurs étranges.Une résistance, généralement plusieurs MΩ à des dizaines de MΩ pour les puces CMOS, est connectée entre la broche de sortie XO et la broche d'entrée XI de l'oscillateur en cristal.Souvent, cette résistance est intégrée dans de nombreuses broches de puce, annulant la nécessité d'une connexion externe.Son rôle?Pour maintenir l'onduleur dans un état linéaire au début de l'oscillation, agissant comme un amplificateur avec un gain substantiel.
Crystal de quartz et circuit résonnant parallèle: le cristal de quartz, situé entre l'entrée et la sortie de la broche d'oscillateur en cristal, forme efficacement un circuit résonant parallèle.La fréquence d'oscillation s'aligne sur la fréquence de résonance parallèle du cristal.Flanking the Crystal sont deux condensateurs mis à la terre, essentiellement les condensateurs de division de tension du circuit à trois points.Le point de terre sert de point de division de tension.Du point de vue du circuit résonnant parallèle, ceux-ci créent une rétroaction positive, garantissant une oscillation continue.
Considérations de condensateurs: Dans la conception des puces, ces condensateurs sont pré-formés, généralement égaux de capacité mais petits, probablement limitant l'adaptabilité de la plage de fréquences.Lorsqu'elles sont ajoutées à l'extérieur, leurs valeurs, plusieurs PF à des dizaines de PF, dépendent de la fréquence et des caractéristiques cristallines.Il est crucial de noter que leurs valeurs de série, connectées parallèles au réservoir de résonance, peuvent avoir un impact sur la fréquence d'oscillation.Un coefficient de rétroaction de 0,5 est généralement suffisant pour l'oscillation.Cependant, si l'oscillation a du mal à initier ou reste instable, l'ajustement de la capacité du sol à l'entrée et l'augmentation de la capacité de sortie peuvent améliorer la rétroaction.
Le rôle de la résistance: la résistance liant l'entrée et la sortie de l'oscillateur cristallin introduit une rétroaction négative, garantissant que l'amplificateur fonctionne dans une région linéaire à gain élevé.Il limite également le courant, protégeant l'oscillateur de cristal des dommages potentiels par l'overdrive de sortie de l'onduleur.Cette résistance transforme un onduleur logique en un dispositif de région linéaire à gain élevé.En saturation, le gain disparaît et sans gain, l'oscillation cesse.À des fins d'oscillation, en particulier avec les CMO, cette résistance, dépassant souvent 1 m, doit être connectée à l'extérieur.Avec TTL, la complexité varie selon le type.Si la puce spécifie une broche d'oscillateur en cristal, comme dans certains microprocesseurs, l'addition externe n'est pas nécessaire en raison de l'intégration interne.
Essentiellement, la résistance ajoute une boucle de rétroaction à l'onduleur du circuit, formant un amplificateur.Lorsque le cristal est intégré, l'équivalent AC de cette boucle de rétroaction résonne à la fréquence du cristal.Étant donné la valeur Q élevée du cristal, les variations de résistance substantielles affectent le peu la fréquence de sortie.