Un oscilador de cristal, un dispositivo con parámetros polifacéticos, depende significativamente da capacitancia e da resistencia.Pero, como inflúen exactamente estes parámetros na súa funcionalidade?Desempaquemos isto.
Capacitancia de carga: a capacitancia de carga dun oscilador de cristal é fundamental para a súa oscilación estándar.Normalmente, os condensadores externos empréganse para equilibrar a capacitancia equivalente nos extremos do oscilador de cristal coa capacitancia de carga.Cando a precisión é clave, considérase incluso a capacitancia desde o terminal de entrada IC ata o chan.Normalmente, o condensador conectado é o dobre da capacitancia de carga necesaria, co obxectivo de aproximar o valor de capacitancia de carga.A fórmula, a capacitancia de carga do oscilador de cristal = [(CD*CG)/(CD+CG)]+CIC+△ C, encapsula esta relación.
Pines de osciladores de cristal: os pasadores de varios chips lóxicos pódense comparar cun oscilador capacitivo de tres puntos.No seu interior, normalmente hai un inversor ou unha serie de inversores con número raro.Un resistor, normalmente varias MΩ a decenas de MΩ para chips CMOS, está conectado entre o pin XO de saída XO e o pin de entrada XI do oscilador de cristal.Moitas veces, esta resistencia está integrada en moitos pasadores de chip, negando a necesidade dunha conexión externa.O seu papel?Para manter o inversor nun estado lineal no inicio da oscilación, actuando como un amplificador con ganancia substancial.
Crystal de cuarzo e circuíto resonante paralelo: o cristal de cuarzo, situado entre a entrada e a saída do pasador de oscilador de cristal, forma efectivamente un circuíto resonante paralelo.A frecuencia de oscilación aliñouse coa frecuencia resonante paralela do cristal.O flanqueo do cristal son dous condensadores a terra, esencialmente os condensadores de división de tensión do circuíto de tres puntos.O punto de terra serve como punto de división de tensión.Desde a perspectiva do circuíto resonante paralelo, estes crean un feedback positivo, garantindo oscilación continua.
Consideracións do condensador: no deseño de chip, estes condensadores están preformados, normalmente iguais en capacidade pero pequenos, posiblemente limitando a adaptabilidade do rango de frecuencias.Cando se engaden externamente, os seus valores, varios PF a decenas de PF, dependen das características de frecuencia e cristal.É crucial ter en conta que os seus valores en serie, conectados paralelos ao tanque resonante, poden afectar a frecuencia de oscilación.Un coeficiente de retroalimentación de 0,5 adoita ser suficiente para oscilación.Non obstante, se a oscilación loita por iniciar ou permanece inestable, axustar a capacitancia do chan na entrada e aumentar a capacitancia de saída pode mellorar a retroalimentación.
Papel do resistor: a resistencia que une a entrada e saída do oscilador de cristal introduce retroalimentación negativa, asegurando que o amplificador funciona nunha rexión lineal de alta ganancia.Tamén limita a corrente, protexendo o oscilador de cristal contra os danos potenciais polo exceso de saída do inversor.Este resistor transforma un inversor lóxico nun dispositivo de rexión lineal de alta ganancia.En saturación, a ganancia desaparece e, sen ganancia, a oscilación cesa.Para propósitos de oscilación, especialmente con CMOs, esta resistencia, a miúdo superior a 1m, debe estar conectada externamente.Con TTL, a complexidade varía co tipo.Se o chip especifica un pasador de oscilador de cristal, como nalgúns microprocesadores, a adición externa é innecesaria debido á integración interna.
En esencia, a resistencia engade un bucle de retroalimentación ao inversor do circuíto, formando un amplificador.Cando o cristal está incrustado, o equivalente a CA deste bucle de retroalimentación resoa na frecuencia do cristal.Dado o alto valor Q do cristal, as variacións de resistencia substancial afectan mínimamente á frecuencia de saída.