Ένας κρυσταλλικός ταλαντωτής, μια συσκευή με πολύπλευρες παραμέτρους, εξαρτάται σημαντικά από την χωρητικότητα και την αντίσταση.Αλλά πώς ακριβώς επηρεάζουν αυτές οι παράμετροι τη λειτουργικότητά της;Ας αποσυμπιέσουμε αυτό.
Χωρητικότητα φόρτωσης: Η χωρητικότητα φορτίου ενός κρυστάλλου ταλαντωτή είναι κρίσιμη για την τυπική ταλάντωση του.Συνήθως, χρησιμοποιούνται εξωτερικοί πυκνωτές για την εξισορρόπηση της ισοδύναμης χωρητικότητας στα άκρα του κρυστάλλινου ταλαντωτή με την χωρητικότητα φορτίου.Όταν η ακρίβεια είναι κλειδί, εξετάζεται ακόμη και η χωρητικότητα από τον ακροδέκτη εισόδου IC στο έδαφος.Συνήθως, ο συνδεδεμένος πυκνωτής είναι διπλάσιος από την απαραίτητη χωρητικότητα φορτίου, με στόχο την προσέγγιση της τιμής χωρητικότητας φορτίου.Ο τύπος, η χωρητικότητα φορτίου του κρυστάλλινου ταλαντωτή = [(CD*CG)/(CD+CG)]+CIC+△ C, ενσωματώνει αυτή τη σχέση.
Οι ακροδέκτες Crystal Oscillator: Οι καρφίτσες σε διάφορα λογικά τσιπ μπορούν να παρομοιαστούν με έναν χωρητικό ταλαντωτή τριών σημείων.Στο εσωτερικό του, υπάρχει συνήθως ένας μετατροπέας, ή μια σειρά από περίεργους αριθμούς.Μια αντίσταση, συνήθως αρκετές MΩ έως δεκάδες MΩ για μάρκες CMOS, συνδέεται μεταξύ του ακροδέκτη εξόδου XO και του ακροδέκτη εισόδου XI του κρυστάλλου ταλαντωτή.Συχνά, αυτή η αντίσταση ενσωματώνεται σε πολλές ακίδες τσιπ, αναιρώντας την ανάγκη για εξωτερική σύνδεση.Ο ρόλος του;Για να διατηρηθεί ο μετατροπέας σε μια γραμμική κατάσταση στην αρχή της ταλάντωσης, ενεργώντας σαν ενισχυτής με σημαντικό κέρδος.
Κρύο Crystal και παράλληλο κύκλωμα συντονισμού: Το κρύσταλλο χαλαζία, που βρίσκεται μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του πείρου του κρυστάλλου ταλαντωτή, σχηματίζει αποτελεσματικά ένα παράλληλο κύκλωμα συντονισμού.Η συχνότητα ταλάντωσης ευθυγραμμίζεται με την παράλληλη συχνότητα συντονισμού του κρυστάλλου.Η πλατφόρμα του κρυστάλλου είναι δύο γειωμένοι πυκνωτές, ουσιαστικά οι πυκνωτές που διατηρούνται από την τάση του κυκλώματος τριών σημείων.Το σημείο εδάφους χρησιμεύει ως σημείο διαίρεσης τάσης.Από την προοπτική του παράλληλου συντονισμού, αυτά δημιουργούν μια θετική ανατροφοδότηση, εξασφαλίζοντας τη συνεχή ταλάντωση.
Σκέψεις πυκνωτών: Σχετικά με τον σχεδιασμό τσιπ, αυτοί οι πυκνωτές είναι προ-διαμορφωμένοι, τυπικά ίσοι σε χωρητικότητα, αλλά μικρά, ενδεχομένως περιοριστική προσαρμοστικότητα της εμβέλειας συχνοτήτων.Όταν προστίθενται εξωτερικά, οι τιμές τους, αρκετές PF σε δεκάδες PF, εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά συχνότητας και κρυστάλλων.Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι τιμές της σειράς τους, που συνδέονται παράλληλα με τη δεξαμενή συντονισμού, μπορούν να επηρεάσουν τη συχνότητα ταλάντωσης.Ένας συντελεστής ανάδρασης 0,5 είναι συνήθως επαρκής για ταλάντωση.Ωστόσο, εάν η ταλάντωση αγωνίζεται να ξεκινήσει ή να παραμείνει ασταθής, η προσαρμογή της χωρητικότητας εδάφους στην είσοδο και η αύξηση της χωρητικότητας εξόδου μπορεί να ενισχύσει την ανατροφοδότηση.
Ο ρόλος του αντιστάτη: Η αντίσταση που συνδέει την είσοδο και την έξοδο του κρυστάλλινου ταλαντωτή εισάγει αρνητική ανατροφοδότηση, εξασφαλίζοντας ότι ο ενισχυτής λειτουργεί σε μια γραμμική περιοχή υψηλού κέρδους.Περιορίσει επίσης το ρεύμα, προστατεύοντας τον κρυστάλλινο ταλαντωτή από πιθανή βλάβη από την υπερτρεπτική εξουσία του μετατροπέα.Αυτή η αντίσταση μετατρέπει έναν μετατροπέα λογικής σε μια συσκευή γραμμικής περιοχής υψηλού κέρδους.Στον κορεσμό, το κέρδος εξαφανίζεται και χωρίς κέρδος, η ταλάντωση παύει.Για σκοπούς ταλάντωσης, ειδικά με CMOS, αυτή η αντίσταση, που συχνά υπερβαίνει το 1Μ, πρέπει να είναι εξωτερικά συνδεδεμένη.Με το TTL, η πολυπλοκότητα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο.Εάν το τσιπ καθορίσει έναν πείρο κρυστάλλου ταλαντωτή, όπως σε ορισμένους μικροεπεξεργαστές, η εξωτερική προσθήκη είναι περιττή λόγω της εσωτερικής ολοκλήρωσης.
Στην ουσία, η αντίσταση προσθέτει ένα βρόχο ανάδρασης στον μετατροπέα του κυκλώματος, σχηματίζοντας έναν ενισχυτή.Όταν ο κρύσταλλος είναι ενσωματωμένος, το ισοδύναμο AC αυτού του βρόχου ανατροφοδότησης αντηχεί στη συχνότητα του κρυστάλλου.Δεδομένης της υψηλής τιμής Q του Crystal, οι σημαντικές παραλλαγές αντίστασης επηρεάζουν ελάχιστα τη συχνότητα εξόδου.