Բյուրեղային օսցիլյատորը թվային սխեմաների նախագծման բանալին է, սովորաբար սխեմաների նախագծման մեջ բյուրեղային օսցիլյատորն օգտագործվում է որպես թվային սխեմայի սիրտ, թվային սխեմայի ամբողջ աշխատանքը անբաժանելի է ժամացույցի ազդանշանից, և միայն բյուրեղային օսցիլյատորն է ամբողջ համակարգի բնականոն մեկնարկը անմիջականորեն կառավարող բանալին, կարելի է ասել, որ եթե կա թվային սխեմայի նախագծում, կարելի է տեսնել բյուրեղային օսցիլյատորը։

I. Ի՞նչ է բյուրեղային օսցիլյատորը։

Բյուրեղային օսցիլյատորը սովորաբար վերաբերում է քվարցային բյուրեղային օսցիլյատորի և քվարցային բյուրեղային ռեզոնատորի երկու տեսակին, և կարող է նաև ուղղակիորեն անվանվել բյուրեղային օսցիլյատոր։ Երկուսն էլ պատրաստված են քվարցային բյուրեղների պիեզոէլեկտրական էֆեկտի միջոցով։

Բյուրեղային օսցիլյատորը գործում է հետևյալ կերպ. երբ բյուրեղի երկու էլեկտրոդներին էլեկտրական դաշտ է կիրառվում, բյուրեղը ենթարկվում է մեխանիկական դեֆորմացիայի, և ընդհակառակը, եթե բյուրեղի երկու ծայրերին մեխանիկական ճնշում է կիրառվում, բյուրեղը կստեղծի էլեկտրական դաշտ: Այս երևույթը շրջելի է, ուստի բյուրեղի այս բնութագիրը օգտագործելով՝ բյուրեղի երկու ծայրերին փոփոխական լարումներ ավելացնելով՝ չիպը կառաջացնի մեխանիկական տատանումներ և միևնույն ժամանակ կստեղծի փոփոխական էլեկտրական դաշտեր: Այնուամենայնիվ, բյուրեղի կողմից առաջացած այս տատանումը և էլեկտրական դաշտը, որպես կանոն, փոքր են, բայց քանի դեռ այն որոշակի հաճախականության վրա է, ամպլիտուդը զգալիորեն կմեծանա, նման այն LC օղակի ռեզոնանսին, որը մենք՝ սխեմաների նախագծողները, հաճախ տեսնում ենք:

II. Բյուրեղային տատանումների դասակարգում (ակտիվ և պասիվ)

① Պասիվ բյուրեղային օսցիլյատոր

Պասիվ բյուրեղը բյուրեղ է, որը սովորաբար 2-փինով ոչ բևեռային սարք է (որոշ պասիվ բյուրեղներ ունեն ֆիքսված փին առանց բևեռականության):

Պասիվ բյուրեղային օսցիլյատորը, որպես կանոն, պետք է հենվի բեռնվածքի կոնդենսատորի կողմից ձևավորված ժամացույցի միացման վրա՝ տատանողական ազդանշանը (սինուսոիդալ ազդանշան) առաջացնելու համար։

② Ակտիվ բյուրեղային օսցիլյատոր

Ակտիվ բյուրեղային օսցիլյատորը սովորաբար 4 միացում ունեցող օսցիլյատոր է: Ակտիվ բյուրեղային օսցիլյատորը չի պահանջում պրոցեսորի ներքին օսցիլյատոր՝ քառակուսի ալիքային ազդանշան ստանալու համար: Ակտիվ բյուրեղային սնուցման աղբյուրը ստեղծում է ժամացույցի ազդանշան:

Ակտիվ բյուրեղային օսցիլյատորի ազդանշանը կայուն է, որակը՝ ավելի լավ, և միացման ռեժիմը՝ համեմատաբար պարզ, ճշգրտության սխալը փոքր է պասիվ բյուրեղային օսցիլյատորի համեմատ, և գինը ավելի թանկ է, քան պասիվ բյուրեղային օսցիլյատորը։

III. Բյուրեղային օսցիլյատորի հիմնական պարամետրերը

Ընդհանուր բյուրեղային օսցիլյատորի հիմնական պարամետրերն են՝ աշխատանքային ջերմաստիճանը, ճշգրտության արժեքը, համապատասխան տարողունակությունը, փաթեթի ձևը, միջուկի հաճախականությունը և այլն։

Բյուրեղային օսցիլյատորի միջուկի հաճախականությունը. ընդհանուր բյուրեղային հաճախականության ընտրությունը կախված է հաճախականության բաղադրիչների պահանջներից, ինչպես օրինակ՝ միկրոկառավարիչի միջակայքը, ընդհանուր առմամբ, մի տիրույթ է, որի մեծ մասը 4 ՄԲ-ից մինչև տասնյակ ՄԲ է։

Բյուրեղային թրթռման ճշգրտությունը. բյուրեղային թրթռման ճշգրտությունը սովորաբար կազմում է ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM և այլն, բարձր ճշգրտության ժամացույցի չիպերը սովորաբար գտնվում են ±5PPM-ի սահմաններում, իսկ ընդհանուր օգտագործումը կընտրի մոտ ±20PPM:

Բյուրեղային օսցիլյատորի համապատասխան տարողունակությունը. սովորաբար համապատասխան տարողության արժեքը կարգավորելով, բյուրեղային օսցիլյատորի միջուկի հաճախականությունը կարող է փոխվել, և ներկայումս այս մեթոդը օգտագործվում է բարձր ճշգրտության բյուրեղային օսցիլյատորը կարգավորելու համար:

Շղթայական համակարգում բարձր արագության ժամացույցի ազդանշանային գիծն ունի ամենաբարձր առաջնահերթությունը: Ժամացույցի գիծը զգայուն ազդանշան է, և որքան բարձր է հաճախականությունը, այնքան կարճ է գիծը պահանջվում՝ ազդանշանի աղավաղումը նվազագույնի հասցնելու համար:

Այժմ շատ սխեմաներում համակարգի բյուրեղային ժամացույցի հաճախականությունը շատ բարձր է, ուստի հարմոնիկներին խանգարող էներգիան նույնպես ուժեղ է, հարմոնիկները կստացվեն մուտքային և ելքային երկու գծերից, ինչպես նաև տիեզերական ճառագայթումից, ինչը նույնպես հանգեցնում է նրան, որ եթե բյուրեղային օսցիլյատորի PCB դասավորությունը ողջամիտ չէ, այն հեշտությամբ կառաջացնի ուժեղ թափառող ճառագայթման խնդիր, և երբ այն առաջանա, դժվար կլինի լուծել այլ մեթոդներով: Հետևաբար, շատ կարևոր է բյուրեղային օսցիլյատորի և CLK ազդանշանային գծերի դասավորության համար, թե երբ է PCB տախտակը դասավորված: