Кристалды осциллятордың қысқаша мазмұны
Кристалл осцилляторы кварц кристалынан белгілі азимут бұрышына сәйкес кесілген пластинаны, кварц кристалы немесе кристалдық осциллятор деп аталатын кварц кристалды резонаторын білдіреді;Пакет ішінде IC қосылған кристалдық элемент кристалдық осциллятор деп аталады.Оның өнімдері әдетте металл қораптарға, сонымен қатар шыны қораптарға, керамикаға немесе пластикке оралады.
Кристалл осцилляторының жұмыс принципі
Кварц кристалының осцилляторы – кварц кристалының пьезоэлектрлік әсерінен жасалған резонанстық құрылғы.Оның негізгі құрамы шамамен келесідей: Кварц кристалынан белгілі бір азимут тіліміне сәйкес электродтар ретінде екі сәйкес бетінде күміс қабатпен қапталған, әрбір электродқа дәнекерленген қорғасын сымы түйреуішке жалғанған, орамның қабығымен біріктірілген. кварц кристалы немесе кристал деп аталатын кварц кристалды резонаторы, кристалдық тербеліс.Оның өнімдері әдетте металл қораптарға, сонымен қатар шыны қораптарға, керамикаға немесе пластикке оралады.
Егер кварц кристалының екі электродына электр өрісі әсер етсе, чип механикалық түрде деформацияланады.Керісінше, чиптің екі жағына механикалық қысым түсірілсе, чиптің сәйкес бағытында электр өрісі пайда болады.Бұл физикалық құбылыс пьезоэлектрлік эффект деп аталады.Егер чиптің екі полюсіне айнымалы кернеулер берілсе, чип механикалық тербелістерді тудырады, бұл өз кезегінде айнымалы электр өрістерін тудырады.
Жалпы, микросхеманың механикалық тербеліс амплитудасы және айнымалы электр өрісінің амплитудасы өте аз, бірақ қолданылған айнымалы кернеудің жиілігі белгілі бір мән болған кезде амплитудасы басқа жиіліктерге қарағанда айтарлықтай артады. , бұл құбылыс LC тізбегінің резонансына өте ұқсас пьезоэлектрлік резонанс деп аталады.Оның резонанстық жиілігі кесу режиміне, геометрияға және чиптің өлшеміне байланысты.
Кристалл дірілдемегенде, оны C электростатикалық сыйымдылық деп аталатын жалпақ конденсатор ретінде қарастыруға болады және оның өлшемі чиптің геометриялық өлшеміне және электродтың ауданына байланысты, әдетте бірнеше тері әдісінен ондаған тері әдісіне қатысты. .Кристалл тербелгенде, механикалық тербелістің инерциясы L индуктивтілігіне эквивалентті болады. Әдетте L мәндері ондаған градустан жүздеген градусқа дейін ауытқиды.Чиптің икемділігі C сыйымдылығына баламалы болуы мүмкін, ол өте аз, әдетте тек 0,0002 ~ 0,1 пикограмма.Вафельді тербеліс кезінде үйкелістен болатын шығын R-ға тең, оның мәні шамамен 100 Ом.Өйткені микросхеманың эквивалентті индуктивтілігі өте үлкен, ал С өте аз, R да аз, сондықтан контурдың Q сапа коэффициенті өте үлкен, 1000 ~ 10000. Сонымен қатар, микросхеманың өзінің резонанстық жиілігі. негізінен тек кесу режиміне, чиптің геометриясына және өлшеміне байланысты және дәл орындалуы мүмкін, сондықтан кварц резонаторларынан тұратын осциллятор тізбегі жоғары жиілікті тұрақтылықты ала алады.
Компьютерлерде уақыт тізбегі бар және «сағат» термині әдетте осы құрылғыларға сілтеме жасау үшін қолданылғанымен, олар әдеттегі мағынада сағаттар емес.Оларды таймерлер деп атаған дұрыс.Компьютердің таймері әдетте нақты өңделген кварц кристалы болып табылады, ол кристалдың өзі қалай кесілгеніне және оның қаншалықты кернеуге ұшырағанына байланысты жиілікте кернеу шегінде тербеледі.Әрбір кварц кристалымен байланысты екі регистр бар, есептегіш және ұстау регистрі.Кварц кристалының әрбір тербелісі санауышты бір есе азайтады.Есептегіш 0-ге дейін азайған кезде үзіліс жасалады және есептегіш бастапқы мәнді ұстау регистрінен қайта жүктейді.Бұл тәсіл секундына 60 үзу (немесе кез келген басқа қажетті жиілікте) генерациялау үшін таймерді бағдарламалауға мүмкіндік береді.Әрбір үзіліс сағат белгісі деп аталады.
Электрлік тұрғыдан алғанда, кристалдық осциллятор конденсатор мен резистордың параллельді және конденсатордың сериялы екі терминалды желісіне баламалы болуы мүмкін.Электротехникада бұл желінің екі резонанстық нүктесі бар, олар жоғары және төмен жиіліктерге бөлінеді.Төменгі жиілік - сериялық резонанс, ал жоғары жиілік - параллель резонанс.Кристалдың өзіне тән сипаттамаларына байланысты екі жиілік арасындағы қашықтық өте жақын.Бұл өте тар жиілік диапазонында кристалдық осциллятор индукторға эквивалентті, сондықтан кристалдық осциллятордың екі ұшы сәйкес конденсаторлармен параллель жалғанғанша, ол параллель резонанстық тізбекті құрайды.Бұл параллель резонанстық контурды теріс кері байланыс тізбегіне қосу арқылы синусоидалы тербеліс тізбегін құруға болады.Кристалл осцилляторының индуктивтілікке эквивалентті жиілік диапазоны өте тар болғандықтан, бұл осциллятордың жиілігі басқа компоненттердің параметрлері айтарлықтай өзгерсе де, көп өзгермейді.
Кристалды осциллятордың маңызды параметрі бар, яғни жүктеме сыйымдылығының мәні, жүк сыйымдылығының мәніне тең параллель сыйымдылықты таңдаңыз, кристалдық осциллятордың номиналды резонанс жиілігін ала алады.Жалпы тербеліс кристалының тербеліс тізбегі кристалдарға қосылған инвертивті күшейткіштің қарама-қарсы ұштарында орналасқан, екі сыйымдылығы бар кристалдардың ұштарын қабылдайды, сәйкесінше қабылдаудың екінші жағындағы әрбір сыйымдылық, тізбектей мәндегі екі конденсатордың сыйымдылығы тең болуы керек. Жүктеме сыйымдылығына назар аударыңыз, жалпы IC түйреуіштерінде эквиваленттік кіріс сыйымдылығы бар, оны елемеуге болмайды.Әдетте, кристалдық осциллятордың жүктеме сыйымдылығы 15 немесе 12,5 теріні құрайды.Егер құрамдас түйреуіштердің эквивалентті кіріс сыйымдылығы қарастырылса, екі 22 тері конденсаторынан тұратын кристалдық осциллятордың тербеліс тізбегі жақсы таңдау болып табылады.
Жіберу уақыты: 20 қазан-2021 ж