डिजिटल सर्किट डिजाइनमा क्रिस्टल ओसिलेटर कुञ्जी हो, सामान्यतया सर्किट डिजाइनमा, क्रिस्टल ओसिलेटरलाई डिजिटल सर्किटको मुटुको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, डिजिटल सर्किटको सबै काम घडीको संकेतबाट अविभाज्य हुन्छ, र केवल क्रिस्टल ओसिलेटर कुञ्जी बटन हो जसले सम्पूर्ण प्रणालीको सामान्य सुरुवातलाई प्रत्यक्ष रूपमा नियन्त्रण गर्दछ, यो भन्न सकिन्छ कि यदि डिजिटल सर्किट डिजाइन छ भने क्रिस्टल ओसिलेटर देख्न सकिन्छ।

I. क्रिस्टल ओसिलेटर भनेको के हो?

क्रिस्टल ओसिलेटरले सामान्यतया दुई प्रकारका क्वार्ट्ज क्रिस्टल ओसिलेटर र क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेजोनेटरलाई बुझाउँछ, र यसलाई सिधै क्रिस्टल ओसिलेटर पनि भन्न सकिन्छ। दुवै क्वार्ट्ज क्रिस्टलको पिजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रयोग गरेर बनाइन्छ।

क्रिस्टल ओसिलेटरले यसरी काम गर्छ: जब क्रिस्टलका दुई इलेक्ट्रोडहरूमा विद्युतीय क्षेत्र लागू गरिन्छ, क्रिस्टलले यान्त्रिक विकृतिबाट गुज्रन्छ, र यसको विपरीत, यदि क्रिस्टलको दुई छेउमा यान्त्रिक दबाब लागू गरिन्छ भने, क्रिस्टलले विद्युतीय क्षेत्र उत्पादन गर्नेछ। यो घटना उल्टाउन मिल्ने छ, त्यसैले क्रिस्टलको यो विशेषता प्रयोग गरेर, क्रिस्टलको दुवै छेउमा वैकल्पिक भोल्टेजहरू थप्दा, चिपले मेकानिकल कम्पन उत्पादन गर्नेछ, र एकै समयमा वैकल्पिक विद्युतीय क्षेत्रहरू उत्पादन गर्नेछ। यद्यपि, क्रिस्टलद्वारा उत्पन्न यो कम्पन र विद्युतीय क्षेत्र सामान्यतया सानो हुन्छ, तर जबसम्म यो निश्चित आवृत्तिमा हुन्छ, आयाम उल्लेखनीय रूपमा बढ्नेछ, हामी सर्किट डिजाइनरहरूले प्रायः देख्ने LC लूप अनुनाद जस्तै।

II. क्रिस्टल दोलनहरूको वर्गीकरण (सक्रिय र निष्क्रिय)

① निष्क्रिय क्रिस्टल ओसिलेटर

निष्क्रिय क्रिस्टल एक क्रिस्टल हो, सामान्यतया २-पिन गैर-ध्रुवीय उपकरण (केही निष्क्रिय क्रिस्टलमा ध्रुवता बिनाको स्थिर पिन हुन्छ)।

निष्क्रिय क्रिस्टल ओसिलेटरले सामान्यतया दोलन संकेत (साइन वेभ संकेत) उत्पन्न गर्न लोड क्यापेसिटरद्वारा बनाइएको घडी सर्किटमा भर पर्नु पर्छ।

② सक्रिय क्रिस्टल ओसिलेटर

सक्रिय क्रिस्टल ओसिलेटर भनेको एउटा ओसिलेटर हो, जसमा सामान्यतया ४ पिनहरू हुन्छन्। सक्रिय क्रिस्टल ओसिलेटरलाई वर्ग-तरंग संकेत उत्पादन गर्न CPU को आन्तरिक ओसिलेटरको आवश्यकता पर्दैन। सक्रिय क्रिस्टल पावर सप्लाईले घडी संकेत उत्पन्न गर्छ।

सक्रिय क्रिस्टल ओसिलेटरको सिग्नल स्थिर छ, गुणस्तर राम्रो छ, र जडान मोड अपेक्षाकृत सरल छ, शुद्धता त्रुटि निष्क्रिय क्रिस्टल ओसिलेटरको भन्दा सानो छ, र मूल्य निष्क्रिय क्रिस्टल ओसिलेटर भन्दा महँगो छ।

III. क्रिस्टल ओसिलेटरको आधारभूत प्यारामिटरहरू

सामान्य क्रिस्टल ओसिलेटरका आधारभूत प्यारामिटरहरू हुन्: सञ्चालन तापक्रम, परिशुद्धता मान, मिल्दो क्यापेसिटन्स, प्याकेज फारम, कोर फ्रिक्वेन्सी र यस्तै अन्य।

क्रिस्टल ओसिलेटरको कोर फ्रिक्वेन्सी: सामान्य क्रिस्टल फ्रिक्वेन्सीको छनोट फ्रिक्वेन्सी कम्पोनेन्टहरूको आवश्यकताहरूमा निर्भर गर्दछ, जस्तै MCU सामान्यतया दायरा हो, जसमध्ये धेरैजसो 4M देखि दर्जनौं M सम्मका हुन्छन्।

क्रिस्टल कम्पन शुद्धता: क्रिस्टल कम्पनको शुद्धता सामान्यतया ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM, ±50PPM, आदि हुन्छ, उच्च-परिशुद्धता घडी चिपहरू सामान्यतया ±5PPM भित्र हुन्छन्, र सामान्य प्रयोगले लगभग ±20PPM छनौट गर्नेछ।

क्रिस्टल ओसिलेटरको मिल्दो क्यापेसिटन्स: सामान्यतया मिल्दो क्यापेसिटन्सको मान समायोजन गरेर, क्रिस्टल ओसिलेटरको कोर फ्रिक्वेन्सी परिवर्तन गर्न सकिन्छ, र हाल, यो विधि उच्च-परिशुद्धता क्रिस्टल ओसिलेटर समायोजन गर्न प्रयोग गरिन्छ।

सर्किट प्रणालीमा, उच्च गतिको घडी सिग्नल लाइनलाई उच्च प्राथमिकता दिइन्छ। घडी लाइन एक संवेदनशील सिग्नल हो, र फ्रिक्वेन्सी जति उच्च हुन्छ, सिग्नलको विकृति न्यूनतम छ भनी सुनिश्चित गर्न लाइन त्यति नै छोटो हुनु आवश्यक हुन्छ।

अब धेरै सर्किटहरूमा, प्रणालीको क्रिस्टल घडी आवृत्ति धेरै उच्च छ, त्यसैले हार्मोनिक्समा हस्तक्षेप गर्ने ऊर्जा पनि बलियो छ, हार्मोनिक्स इनपुट र आउटपुट दुई लाइनहरूबाट प्राप्त हुनेछ, तर स्पेस विकिरणबाट पनि, जसले गर्दा यदि क्रिस्टल ओसिलेटरको PCB लेआउट उचित छैन भने, यसले सजिलैसँग बलियो आवारा विकिरण समस्या निम्त्याउँछ, र एक पटक उत्पादन भएपछि, अन्य विधिहरूद्वारा समाधान गर्न गाह्रो हुन्छ। त्यसकारण, PCB बोर्ड राख्दा क्रिस्टल ओसिलेटर र CLK सिग्नल लाइन लेआउटको लागि यो धेरै महत्त्वपूर्ण छ।