Kristala oscilatoro estas la ŝlosilo en cifereca cirkvitdezajno. Kutime, kristala oscilatoro estas uzata kiel la koro de la cifereca cirkvito. La tuta laboro de la cifereca cirkvito estas neapartigebla de la horloĝsignalo. Nur la kristala oscilatoro estas la ŝlosilo, kiu rekte kontrolas la normalan ekfunkciigon de la tuta sistemo. Oni povas diri, ke se ekzistas cifereca cirkvitdezajno, oni povas vidi la kristalan oscilatoron.

I. Kio estas kristala oscilatoro?

Kristala oscilatoro ĝenerale rilatas al du specoj de kvarca kristala oscilatoro kaj kvarca kristala resonatoro, kaj ankaŭ povas esti rekte nomata kristala oscilatoro. Ambaŭ estas faritaj uzante la piezoelektran efikon de kvarcaj kristaloj.

La kristala oscilatoro funkcias jene: kiam elektra kampo estas aplikata al la du elektrodoj de la kristalo, la kristalo spertos mekanikan deformadon, kaj male, se mekanika premo estas aplikata al la du finoj de la kristalo, la kristalo produktos elektran kampon. Ĉi tiu fenomeno estas inversigebla, do uzante ĉi tiun karakterizaĵon de la kristalo, aldonante alternajn tensiojn al ambaŭ finoj de la kristalo, la ĉipo produktos mekanikan vibradon, kaj samtempe produktos alternajn elektrajn kampojn. Tamen, ĉi tiu vibrado kaj elektra kampo generita de la kristalo estas ĝenerale malgranda, sed kondiĉe ke ĝi estas je certa frekvenco, la amplitudo estos signife pliigita, simile al la LC-bukla resonanco, kiun ni cirkvitdizajnistoj ofte vidas.

II. Klasifiko de kristalaj osciladoj (aktivaj kaj pasivaj)

① Pasiva kristaloscilatoro

Pasiva kristalo estas kristalo, ĝenerale 2-stifta nepolusa aparato (iuj pasivaj kristaloj havas fiksan stifton sen poluseco).

Pasiva kristaloscilatoro ĝenerale bezonas dependi de la horloĝcirkvito formita de la ŝarĝkondensilo por generi la oscilan signalon (sinusonda signalo).

② Aktiva kristala oscilatoro

Aktiva kristala oscilatoro estas oscilatoro, kutime kun 4 stiftoj. Aktiva kristala oscilatoro ne postulas la internan oscilatoron de la procesoro por produkti kvadratondan signalon. Aktiva kristala elektrofonto generas horloĝsignalon.

La signalo de aktiva kristala oscilatoro estas stabila, la kvalito estas pli bona, kaj la konekta reĝimo estas relative simpla, la precizeca eraro estas pli malgranda ol tiu de pasiva kristala oscilatoro, kaj la prezo estas pli multekosta ol tiu de pasiva kristala oscilatoro.

III. Bazaj parametroj de kristala oscilatoro

La bazaj parametroj de la ĝenerala kristala oscilatoro estas: funkcianta temperaturo, precizeca valoro, kongrua kapacitanco, pakaĵformo, kerna frekvenco kaj tiel plu.

La kerna frekvenco de la kristala oscilatoro: La elekto de la ĝenerala kristala frekvenco dependas de la postuloj de la frekvencaj komponantoj, kiel la MCU estas ĝenerale gamo, plejparte de 4M ĝis dekduoj da M.

Kristala vibra precizeco: la precizeco de la kristala vibrado estas ĝenerale ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, ktp., altprecizaj horloĝaj blatoj estas ĝenerale ene de ±5PPM, kaj la ĝenerala uzo elektos ĉirkaŭ ±20PPM.

La kongrua kapacitanco de la kristala oscilatoro: kutime per agordo de la valoro de la kongrua kapacitanco, la kerna frekvenco de la kristala oscilatoro povas esti ŝanĝita, kaj nuntempe, ĉi tiu metodo estas uzata por agordi la altprecizan kristalan oscilatoron.

En la cirkvitsistemo, la altrapida horloĝa signallinio havas la plej altan prioritaton. La horloĝlinio estas sentema signalo, kaj ju pli alta la frekvenco, des pli mallonga la linio estas necesa por certigi, ke la distordo de la signalo estas minimuma.

Nuntempe, en multaj cirkvitoj, la kristala horloĝfrekvenco de la sistemo estas tre alta, do la energio de interferado kun harmonikoj ankaŭ estas forta. Harmonoj devenas de la enigaj kaj eligaj du linioj, sed ankaŭ de la spaca radiado. Tio ankaŭ kondukas al tio, ke se la PCB-aranĝo de la kristala oscilatoro ne estas akceptebla, ĝi facile kaŭzos problemon de forta devaga radiado, kaj post kiam ĝi produktiĝas, malfacilas solvi ĝin per aliaj metodoj. Tial, estas tre grave zorgi pri la aranĝo de la kristala oscilatoro kaj CLK-signallinio kiam la PCB-plato estas aranĝita.