De Kristalloszillator ass de Schlëssel am Design vun digitale Schaltungen. Normalerweis gi Kristalloszillatoren am Design als Häerz vum digitale Schaltung benotzt. All d'Aarbecht vum digitale Schaltung ass onzertrennlech vum Auersignal. De Kristalloszillator ass de Schlësselknäppchen, deen direkt den normale Start vum ganze System kontrolléiert. Et kann ee soen, datt wann et en digitale Schaltungdesign gëtt, de Kristalloszillator gesi ka ginn.
I. Wat ass e Kristalloscillator?
E Kristalloscillator bezitt sech allgemeng op zwou Zorte vu Quarzkristalloscillator a Quarzkristallresonator, a kann och direkt als Kristalloscillator bezeechent ginn. Béid gi mat dem piezoelektreschen Effekt vu Quarzkristaller hiergestallt.
De Kristalloszillator funktionéiert sou: wann en elektrescht Feld op déi zwou Elektroden vum Kristall ugewannt gëtt, wäert de Kristall eng mechanesch Deformatioun ënnergoen, an am Géigendeel, wann mechaneschen Drock op déi zwou Enden vum Kristall ugewannt gëtt, wäert de Kristall en elektrescht Feld produzéieren. Dëst Phänomen ass reversibel, sou datt andeems dës Charakteristik vum Kristall benotzt gëtt an ofwiesselnd Spannungen op béid Enden vum Kristall bäigefüügt ginn, wäert de Chip mechanesch Schwéngungen produzéieren, an zur selwechter Zäit ofwiesselnd elektresch Felder produzéieren. Wéi och ëmmer, dës Schwéngung an elektrescht Feld, déi vum Kristall generéiert ginn, ass am Allgemengen kleng, awer soulaang et op enger bestëmmter Frequenz ass, gëtt d'Amplitude däitlech erhéicht, ähnlech wéi d'LC-Loopresonanz, déi mir Circuitdesigner dacks gesinn.
II. Klassifikatioun vun Kristalloszillatiounen (aktiv a passiv)
① Passive Kristalloscillator
E passive Kristall ass e Kristall, meeschtens en netpolare Baudeel mat 2 Pins (e puer passiv Kristaller hunn e fixe Pin ouni Polaritéit).
E passive Kristalloszillator muss normalerweis op de Taktkrees vertrauen, deen vum Laaschtkondensator geformt gëtt, fir dat oszilléierend Signal (Sinuswellesignal) ze generéieren.
② Aktiven Kristalloscillator
En aktiven Kristalloscillator ass en Oszillator, normalerweis mat 4 Pins. En aktiven Kristalloscillator brauch net den internen Oszillator vun der CPU fir e Quadratwellesignal ze produzéieren. Eng aktiv Kristall-Stroumversuergung generéiert en Taktsignal.
D'Signal vum aktiven Kristalloscillator ass stabil, d'Qualitéit ass besser, an de Verbindungsmodus ass relativ einfach, de Präzisiounsfehler ass méi kleng wéi dee vum passive Kristalloscillator, an de Präis ass méi deier wéi dee vum passive Kristalloscillator.
III. Grondparameter vum Kristalloszillator
Déi grondleeënd Parameter vum allgemenge Kristalloszillator sinn: Betribstemperatur, Präzisiounswäert, Upassungskapazitanz, Pakform, Kärfrequenz a sou weider.
D'Kärfrequenz vum Kristalloszillator: D'Wiel vun der allgemenger Kristallfrequenz hänkt vun den Ufuerderunge vun de Frequenzkomponenten of, wéi zum Beispill de MCU ass am Allgemengen e Beräich, vun deem déi meescht vun 4M bis Dosende vu M leien.
Genauegkeet vun de Kristallvibratiounen: D'Genauegkeet vun der Kristallvibratioun ass allgemeng ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, etc., héichpräzis Auerchips leien allgemeng bannent ±5PPM, an déi allgemeng Benotzung wäert ongeféier ±20PPM wielen.
D'Upassungskapazitanz vum Kristalloszillator: normalerweis kann d'Kärfrequenz vum Kristalloszillator duerch d'Upassung vum Wäert vun der Upassungskapazitanz geännert ginn, an de Moment gëtt dës Method benotzt fir den héichpräzisen Kristalloszillator unzepassen.
Am Schaltungssystem huet d'Héichgeschwindegkeets-Auersignalleitung déi héchst Prioritéit. D'Auerleitung ass e sensibelt Signal, a wat méi héich d'Frequenz ass, wat méi kuerz d'Leitung ass néideg fir sécherzestellen, datt d'Verzerrung vum Signal minimal ass.
Elo a ville Schaltunge ass d'Kristalltaktfrequenz vum System ganz héich, sou datt d'Energie vun der Stéierung vun den Harmoneschen och staark ass. Harmoneschen entstinn vun den zwou Input- an Output-Linnen, awer och vun der Raumstralung. Dëst féiert och dozou, datt wann d'PCB-Layout vum Kristalloszillator net vernünfteg ass, et liicht e Problem mat staarker Streierstralung verursaacht, an dës, wann se eemol produzéiert gëtt, schwéier mat anere Methoden ze léisen ass. Dofir ass et ganz wichteg fir den Layout vum Kristalloszillator an der CLK-Signallinn, wann d'PCB-Plack opgeriicht gëtt.