Кристаллический генератор, устройство с многогранными параметрами, значительно зависит от емкости и сопротивления.Но как именно эти параметры влияют на его функциональность?Давайте распаковываем это.
Емкость нагрузки: емкость нагрузки кристаллического осциллятора имеет решающее значение для его стандартного колебания.Как правило, внешние конденсаторы используются для сбалансировки эквивалентной емкости на концах кристаллического генератора с емкостью нагрузки.Когда точность является ключевой, рассматривается даже емкость от входной терминала IC до земли.Обычно подключенный конденсатор вдвое превышает необходимую емкость нагрузки, нацеленную на то, чтобы приблизить значение емкости нагрузки.Формула, емкость нагрузки кристаллического генератора = [(CD*CG)/(CD+CG)]+CIC+△ C, инкапсулирует эту связь.
Кристаллические штифты осциллятора: контакты на различных логических чипах можно сравнить с емкостным трехточечным генератором.Внутри обычно есть инвертор или серия нечетных инверторов.Резистор, обычно от нескольких МОм до десятков МОм для чипов CMOS, подключен между выходным штифтом XO и входным штифтом XI кристаллического генератора.Часто этот резистор интегрируется во многие штифты чипа, отрицая необходимость внешнего соединения.Его роль?Поддерживать инвертор в линейном состоянии в начале колебаний, действуя как усилитель с существенной выгодой.
Крайц -кристалл и параллельная резонансная цепь: кварцевый кристалл, расположенный между входом и выходом штифта кристаллического осциллятора, эффективно образует параллельную резонансную цепь.Частота колебаний соответствует параллельной резонансной частоте кристалла.Кристалл фланка-два заземленных конденсатора, по сути, конденсаторы, подавляющие напряжение трехточечной цепи.Наземная точка служит точкой разделения напряжения.С точки зрения параллельной резонансной схемы, они создают положительную обратную связь, обеспечивая непрерывные колебания.
Соображения по конденсаторам: При конструкции чипов эти конденсаторы предварительно сформированы, как правило, равны по емкости, но небольшие, возможно, ограничивающие адаптацию диапазона частот.При добавлении извне их значения от нескольких от PF до десятков PF зависят от частоты и характеристик кристаллов.Крайне важно отметить, что их значения серии, соединенные параллельно резонансному резервуару, могут влиять на частоту колебаний.Коэффициент обратной связи 0,5 обычно достаточен для колебаний.Однако, если колебания изо всех сил пытаются инициировать или оставаться нестабильными, регулируя емкость заземления на входе и увеличение выходной емкости может улучшить обратную связь.
Роль резистора: резистор, связывающий вход и выход кристаллического генератора, вводит отрицательную обратную связь, обеспечивая работу усилителя в линейной области высокого усиления.Он также ограничивает ток, защищая кристаллический осциллятор от потенциального повреждения от выходного перегрузки инвертора.Этот резистор преобразует логический инвертор в линейное устройство с высокой областью.В насыщении усиление исчезает, и без усиления колебания прекращаются.Для целей колебаний, особенно с CMO, этот резистор, часто превышающий 1 м, должен быть извне подключен.С TTL сложность варьируется в зависимости от типа.Если чип определяет штифт кристаллического осциллятора, как и в некоторых микропроцессорах, внешнее добавление является ненужным из -за внутренней интеграции.
По сути, резистор добавляет петлю обратной связи к инвертору схемы, образуя усилитель.Когда кристалл встраивается, AC, эквивалентный этой петле обратной связи, резонирует на частоте кристалла.Учитывая высокое значение Кристалла, существенные изменения сопротивления минимально влияют на выходную частоту.