Кристалды осциллятор сандық тізбекті жобалаудағы кілт болып табылады, әдетте схема дизайнында, кристалдық осциллятор цифрлық тізбектің жүрегі ретінде пайдаланылады, сандық тізбектің барлық жұмысы тактілік сигналдан бөлінбейді, ал тек кристалдық осциллятор бүкіл жүйенің қалыпты іске қосылуын тікелей басқаратын негізгі түйме болып табылады, егер ол сандық схеманы көре алады деп айтуға болады.

I. Кристалды осциллятор дегеніміз не?

Кристалды осциллятор әдетте кварц кристалды осцилляторы мен кварц кристалды резонаторының екі түріне жатады және оны тікелей кристалдық осциллятор деп те атауға болады. Екеуі де кварц кристалдарының пьезоэлектрлік эффектісі арқылы жасалған.

Кристалл осцилляторы былай жұмыс істейді: кристалдың екі электродына электр өрісі әсер еткенде, кристал механикалық деформацияға ұшырайды, ал керісінше, кристалдың екі ұшына механикалық қысым түсірілсе, кристалдан электр өрісі пайда болады. Бұл құбылыс қайтымды, сондықтан кристалдың осы сипаттамасын пайдаланып, кристалдың екі ұшына айнымалы кернеулерді қосып, чип механикалық тербеліс тудырады және сонымен бірге айнымалы электр өрістерін шығарады. Дегенмен, кристалдан туындайтын бұл тербеліс пен электр өрісі әдетте шағын, бірақ ол белгілі бір жиілікте болған кезде амплитудасы біз схема дизайнерлері жиі көретін LC контурының резонансына ұқсас айтарлықтай артады.

II. Кристалл тербелістерінің жіктелуі (белсенді және пассивті)

① Пассивті кристалдық осциллятор

Пассивті кристал – бұл кристал, әдетте 2 істікшелі полярлы емес құрылғы (кейбір пассивті кристалда полярлығы жоқ бекітілген істік бар).

Пассивті кристалды осциллятор әдетте тербелмелі сигналды (синусты толқын сигналын) генерациялау үшін жүктеме конденсаторы жасаған тактілік тізбегіне сүйену керек.

② Белсенді кристалдық осциллятор

Белсенді кристалдық осциллятор әдетте 4 түйреуіштен тұратын осциллятор болып табылады. Белсенді кристалды осциллятор төртбұрышты сигналды шығару үшін процессордың ішкі осцилляторын қажет етпейді. Белсенді кристалды қуат көзі сағаттық сигналды тудырады.

Белсенді кристалдық осциллятордың сигналы тұрақты, сапасы жақсы және қосылу режимі салыстырмалы түрде қарапайым, дәлдік қателігі пассивті кристалдық осцилляторға қарағанда аз, ал бағасы пассивті кристалды осцилляторға қарағанда қымбатырақ.

III. Кристалды осциллятордың негізгі параметрлері

Жалпы кристалдық осциллятордың негізгі параметрлері: жұмыс температурасы, дәлдік мәні, сәйкес келетін сыйымдылық, қаптама пішіні, ядро ​​жиілігі және т.б.

Кристалды осциллятордың негізгі жиілігі: Жалпы кристалдық жиілікті таңдау жиілік құрамдастарының талаптарына байланысты, мысалы, MCU әдетте диапазон болып табылады, олардың көпшілігі 4М-ден ондаған М-ге дейін.

Кристалл дірілінің дәлдігі: кристалдық тербелістің дәлдігі әдетте ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM және т.

Кристалл осцилляторының сәйкес сыйымдылығы: әдетте сәйкес сыйымдылықтың мәнін реттеу арқылы кристалдық осциллятордың негізгі жиілігін өзгертуге болады және қазіргі уақытта бұл әдіс жоғары дәлдіктегі кристалдық осцилляторды реттеу үшін қолданылады.

Схема жүйесінде жоғары жылдамдықты тактілік сигнал желісі ең жоғары басымдыққа ие. Сағат сызығы сезімтал сигнал болып табылады және жиілік неғұрлым жоғары болса, сигналдың бұрмалануының аз болуын қамтамасыз ету үшін сызық соғұрлым қысқа болуы керек.

Қазір көптеген тізбектерде жүйенің кристалдық тактілік жиілігі өте жоғары, сондықтан гармоникаға кедергі жасау энергиясы да күшті, гармоника кіріс және шығыс екі сызықтан, сонымен қатар ғарыштық сәулеленуден алынады, бұл сонымен қатар кристалдық осциллятордың ПХД схемасы ақылға қонымды болмаса, ол оңай сәулеленуді тудырады, бір рет күшті және басқа әдістермен шешу қиын. Сондықтан, ПХД тақтасын төсеу кезінде кристалдық осциллятор және CLK сигнал желісінің орналасуы үшін өте маңызды.