Kristalni oscilator, naprava z večplastnimi parametri, znatno temelji na kapacitivnosti in odpornosti.Toda kako natančno ti parametri vplivajo na njegovo funkcionalnost?To razpakiramo.
Kapacitivnost obremenitve: Kapacitivnost obremenitve kristalnega oscilatorja je ključnega pomena za njegovo standardno nihanje.Običajno se uporabljajo zunanji kondenzatorji za uravnoteženje enakovredne kapacitivnosti na koncih kristalnega oscilatorja s kapacitivnostjo obremenitve.Ko je ključna natančnost, se upošteva celo kapacitivnost od vhodnega terminala IC na tla.Običajno je povezan kondenzator dvojna potrebna kapacitivnost obremenitve, katerih namen je približati vrednost obremenitvene kapacitivnosti.Formula, kapacitivnost obremenitve kristalnega oscilatorja = [(CD*CG)/(CD+CG)]+CIC+△ C, zajema to razmerje.
Kristalni oscilatorski zatiči: Zatiči na različnih logičnih čipih lahko primerjate s kapacitivnim tritočkovnim oscilatorjem.V notranjosti je ponavadi pretvornik ali vrsta pretvornikov z nenavadno očmi.Med izhodnim pin Xo in vhodnim zatičem XI kristalnega oscilatorja je priključen upor, običajno več MΩ do več deset do MΩ za čipe CMOS.Pogosto je ta upor vgrajen v številne čipe, kar zanika potrebo po zunanji povezavi.Njegova vloga?Vzdrževanje pretvornika v linearnem stanju na začetku nihanja, ki deluje kot ojačevalnik z znatnim dobičkom.
Kremen kristalni in vzporedni resonančni vezje: kremenčev kristal, ki se nahaja med vhodom in izhodom pin kristalnega oscilatorja, dejansko tvori vzporedno resonančno vezje.Frekvenca nihanja se usklajuje s vzporedno resonančno frekvenco Crystal.Bolna kristal sta dva ozemljena kondenzatorja, v bistvu napetostni delitveni kondenzatorji tritočkovnega vezja.Ozemljitvena točka služi kot delilna točka napetosti.Z vidika vzporednega resonančnega vezja ti ustvarjajo pozitivne povratne informacije, ki zagotavljajo nenehno nihanje.
Upoštevanje kondenzatorjev: Pri oblikovanju čipov so ti kondenzatorji predhodno oblikovani, običajno enaki v zmogljivosti, vendar majhni, morda omejujoči prilagodljivost frekvenčnega območja.Ko so zunaj dodane, so njihove vrednosti, več pf na več deset PF, odvisne od frekvence in kristalnih značilnosti.Ključno je opozoriti, da lahko njihove serijske vrednosti, povezane vzporedno z resonančnim rezervoarjem, vplivajo na frekvenco nihanja.Koeficient povratnih informacij 0,5 običajno zadostuje za nihanje.Če pa se nihanje bori za začetek ali ostane nestabilno, lahko prilagajanje talne kapacitivnosti na vhodu in povečanje izhodne kapacitivnosti poveča povratne informacije.
Vloga upora: upor, ki povezuje vhod in izhod kristalnega oscilatorja, uvaja negativne povratne informacije, s čimer zagotavlja, da ojačevalnik deluje v linearnem območju z visokim dobičkom.Prav tako omejuje tok in ščiti kristalni oscilator pred morebitno škodo zaradi izhoda pretvornika.Ta upor pretvori logični pretvornik v napravo z visoko pridobitvijo linearne regije.Pri nasičenosti dobiček izgine in brez dobička nihanje preneha.Za namene nihanja, zlasti pri CMO -jih, mora biti ta upor, ki pogosto presega 1m, povezan.Pri TTL se kompleksnost razlikuje glede na vrsto.Če čip določa pin kristalnega oscilatorja, kot pri nekaterih mikroprocesorjih, je zunanji dodatek zaradi notranje integracije nepotreben.
V bistvu upor v pretvornik vezja doda povratno zanko, ki tvori ojačevalnik.Ko je kristal vgrajen, izmenični ekvivalent te povratne zanke odmeva na frekvenci kristala.Glede na visoko vrednost Q kristal, bistvene spremembe odpornosti minimalno vplivajo na izhodno frekvenco.