Принцип рада цисталног осцилатора

Резиме кристалног осцилатора

Кристални осцилатор се односи на плочицу исечену од кварцног кристала према одређеном азимутном углу, кварц кристални резонатор, који се назива кварцни кристал или кристални осцилатор;Кристални елемент са ИЦ додатим унутар пакета назива се кристални осцилатор.Њени производи се углавном пакују у металне кутије, али иу стаклене, керамичке или пластичне кутије.

Принцип рада кристалног осцилатора

Осцилатор кварцног кристала је резонантни уређај направљен од пиезоелектричног ефекта кварцног кристала.Његов основни састав је отприлике следећи: Од кристала кварца према одређеном азимутном пресеку, обложеног сребрним слојем на своје две одговарајуће површине као електроде, заварена оловна жица на свакој електроди је повезана са иглом, спојена са омотачем који се састоји кристални резонатор кварца, који се назива кристал кварца или кристал, кристална вибрација.Њени производи се углавном пакују у металне кутије, али иу стаклене, керамичке или пластичне кутије.

Ако се електрично поље примени на две електроде кварцног кристала, чип се механички деформише.Супротно томе, ако се механички притисак примени на обе стране чипа, електрично поље ће се генерисати у одговарајућем правцу чипа.Овај физички феномен се назива пиезоелектрични ефекат.Ако се наизменични напони примењују на два пола чипа, чип ће генерисати механичке вибрације, које ће заузврат генерисати наизменична електрична поља.

Генерално, амплитуда механичке вибрације чипа и амплитуда наизменичног електричног поља је веома мала, али када је фреквенција примењеног наизменичног напона одређена вредност, амплитуда се значајно повећава, много већа него код других фреквенција. , ова појава се назива пиезоелектрична резонанца, која је веома слична резонанцији ЛЦ кола.Његова резонантна фреквенција је повезана са режимом резања, геометријом и величином чипа.

Када кристал не вибрира, може се сматрати равним кондензатором који се зове електростатичка капацитивност Ц, а његова величина је повезана са геометријском величином чипа и површином електроде, углавном од неколико метода коже до десетина метода коже .Када кристал осцилује, инерција механичке вибрације је еквивалентна индуктивности Л. Генерално, вредности Л се крећу од десетина до стотина степени.Еластичност чипа може бити еквивалентна капацитивности Ц, која је веома мала, обично само 0,0002 ~ 0,1 пикограма.Губитак узрокован трењем током вибрација плочице је еквивалентан Р, који има вредност од око 100 ома.Пошто је еквивалентна индуктивност чипа веома велика, а Ц веома мали, Р је такође мали, тако да је фактор квалитета К кола веома велики, до 1000 ~ 10000. Поред тога, резонантна фреквенција самог чипа се у основи односи само на режим резања, геометрију и величину чипа, и може се извршити прецизно, тако да осцилаторско коло састављено од кварцних резонатора може да добије високу фреквенцијску стабилност.

Рачунари имају временско коло, и иако се термин „сат“ обично користи за означавање ових уређаја, они заправо нису сатови у уобичајеном смислу.Можда би их боље звати тајмери.Тајмер рачунара је обично прецизно обрађен кварцни кристал који осцилује унутар граница затезања на фреквенцији која зависи од тога како је сам кристал исечен и колико је напетости изложен.Постоје два регистра повезана са сваким кристалом кварца, бројач и регистар за задржавање.Свака осцилација кристала кварца смањује бројач за један.Када се бројач смањи на 0, генерише се прекид и бројач поново учитава почетну вредност из регистра задржавања.Овај приступ омогућава програмирање тајмера да генерише 60 прекида у секунди (или на било којој другој жељеној фреквенцији).Сваки прекид назива се откуцај сата.

У електричном смислу, кристални осцилатор може бити еквивалентан мрежи са два терминала од кондензатора и отпорника паралелно и кондензатора у серији.У електротехници ова мрежа има две резонантне тачке, које се деле на високе и ниске фреквенције.Нижа фреквенција је серијска резонанца, а виша фреквенција је паралелна резонанца.Због карактеристика самог кристала, растојање између две фреквенције је прилично блиско.У овом веома уском опсегу фреквенција, кристални осцилатор је еквивалентан индуктору, тако да све док су два краја кристалног осцилатора паралелно повезана са одговарајућим кондензаторима, он ће формирати паралелно резонантно коло.Ово паралелно резонантно коло се може додати кругу негативне повратне спреге да би се формирало синусоидно осцилационо коло.Пошто је опсег фреквенција кристалног осцилатора еквивалентан индуктивности веома узак, фреквенција овог осцилатора се неће много променити чак и ако се параметри других компоненти значајно разликују.

Кристални осцилатор има важан параметар, то је вредност капацитета оптерећења, изаберите паралелну капацитивност једнаку вредности капацитивности оптерећења, можете добити номиналну фреквенцију резонанције кристалног осцилатора.Опште вибрације кристалних осцилационих кола су на супротним крајевима инвертујућег појачавача повезаног са кристалима имају два капацитивност прима крајеве кристала, односно сваки капацитет на другој страни пријема, капацитет два кондензатора у серији треба да буде једнак на капацитет оптерећења, обратите пажњу да општи ИЦ пинови имају еквивалентну улазну капацитивност, ово се не може занемарити.Генерално, капацитет оптерећења кристалног осцилатора је 15 или 12,5 скин.Ако се узме у обзир еквивалентна улазна капацитивност пинова компоненти, осцилационо коло кристалног осцилатора састављено од два 22 скин кондензатора је бољи избор.