多面的なパラメーターを備えたデバイスである結晶発振器は、静電容量と抵抗に大きく依存しています。しかし、これらのパラメーターはその機能にどのように影響しますか？これを開梱しましょう。
負荷静電容量：結晶発振器の負荷容量は、標準振動に重要です。通常、外部コンデンサは、結晶発振器の端での同等の容量のバランスをとるために採用されています。精度が重要な場合、IC入力端子から地面への静電容量でさえ考慮されます。通常、接続されたコンデンサは、負荷容量値を近似することを目的とした、必要な負荷容量の2倍です。式、クリスタルオシレーターの負荷容量= [（cd*cg）/（cd+cg）]+cic+△cは、この関係をカプセル化します。
クリスタルオシレーターピン：さまざまなロジックチップのピンは、容量性の3点発振器に例えることができます。内部には、通常、インバーター、または一連の奇数のインバーターがあります。抵抗器、通常はCMOSチップの数十から数十mΩの抵抗器が、クリスタル発振器の出力ピンxoと入力ピンxiの間に接続されています。多くの場合、この抵抗器は多くのチップピンに統合されており、外部接続の必要性を無効にします。その役割？振動の開始時にインバーターを線形状態に維持するために、実質的なゲインのアンプのように機能します。
クォーツクリスタルと平行共振回路：クリスタル発振器ピンの入力と出力の間に位置する石英結晶は、平行共振回路を効果的に形成します。振動周波数は、クリスタルの平行共振周波数と一致します。結晶に隣接するのは、2つの接地されたコンデンサ、本質的には3点回路の電圧分化コンデンサです。グラウンドポイントは、電圧除算点として機能します。並列共振回路の視点から、これらは肯定的なフィードバックを作成し、継続的な振動を確保します。
コンデンサの考慮事項：チップ設計では、これらのコンデンサは事前に形成されており、通常は容量が等しいが、より小さく、おそらく周波数範囲の適応性が制限されています。外部から追加されると、それらの値、いくつかのPFから数十PFが周波数と結晶の特性に依存します。共振タンクに平行に接続されているシリーズ値が振動周波数に影響を与える可能性があることに注意することが重要です。通常、0.5のフィードバック係数で十分です。ただし、振動が開始に苦労している場合、または不安定なままである場合、入力で地上容量を調整し、出力容量を増加させるとフィードバックが強化される可能性があります。
抵抗器の役割：クリスタル発振器の入力と出力をリンクする抵抗器は、負のフィードバックを導入し、アンプが高ゲインの線形領域で動作するようにします。また、電流を制限し、インバーターの出力オーバードライブによる潜在的な損傷からクリスタル発振器を保護します。この抵抗器は、ロジックインバーターを高ゲイン線形領域デバイスに変換します。飽和状態では、ゲインは消え、ゲインなしで振動が止まります。振動の目的、特にCMOSでは、1Mを超えることが多いこの抵抗器を外部的に接続する必要があります。TTLでは、複雑さはタイプによって異なります。一部のマイクロプロセッサのように、チップがクリスタルオシレーターピンを指定する場合、内部統合により外部の追加は不要です。
本質的に、抵抗器は回路のインバーターにフィードバックループを追加し、アンプを形成します。結晶が埋め込まれると、このフィードバックループに相当するACは、クリスタルの周波数に共鳴します。クリスタルの高いQ値を考えると、実質的な抵抗の変動は出力周波数に最小限に影響します。