Работен принцип на цистален осцилатор

Резиме на кристален осцилатор

Кристален осцилатор се однесува на нафора исечена од кварцен кристал според одреден агол на азимут, резонатор на кварцен кристал, познат како кварцен кристал или кристален осцилатор;Кристалниот елемент со додаден IC во пакетот се нарекува кристален осцилатор.Нејзините производи главно се пакуваат во метални кутии, но и во стаклени кутии, керамика или пластика.

Принцип на работа на кристален осцилатор

Кварцниот кристален осцилатор е резонантен уред направен од пиезоелектричен ефект на кварцниот кристал.Нејзиниот основен состав е приближно следниов: од кварцен кристал според одредено парче азимут, обложено со сребрен слој на двете соодветни површини како електроди, заварена оловна жица на секоја електрода е поврзана со иглата, заедно со конституираната обвивка на пакувањето. резонатор на кварцен кристал, познат како кварцен кристал или кристал, кристална вибрација.Нејзините производи главно се пакуваат во метални кутии, но и во стаклени кутии, керамика или пластика.

Ако се примени електрично поле на двете електроди на кварцниот кристал, чипот механички се деформира.Спротивно на тоа, ако се примени механички притисок на двете страни на чипот, ќе се генерира електрично поле во соодветната насока на чипот.Овој физички феномен се нарекува пиезоелектричен ефект.Доколку се примени наизменичен напон на двата пола на чипот, чипот ќе генерира механички вибрации, што пак ќе генерира наизменични електрични полиња.

Генерално, амплитудата на механичките вибрации на чипот и амплитудата на наизменичното електрично поле е многу мала, но кога фреквенцијата на применетиот наизменичен напон е одредена вредност, амплитудата значително се зголемува, многу поголема од онаа на другите фреквенции , овој феномен се нарекува пиезоелектрична резонанца, која е многу слична на резонанцијата на LC колото.Неговата резонантна фреквенција е поврзана со режимот на сечење, геометријата и големината на чипот.

Кога кристалот не вибрира, може да се смета за рамен кондензатор наречен електростатска капацитивност C, а неговата големина е поврзана со геометриската големина на чипот и површината на електродата, генерално околу неколку методи на кожа до десетици методи на кожа. .Кога кристалот осцилира, инерцијата на механичките вибрации е еквивалентна на индуктивноста L. Општо земено, вредностите на L се движат од десетици до стотици степени.Еластичноста на чипот може да биде еквивалентна на капацитетот C, кој е многу мал, обично само 0,0002 ~ 0,1 пикограми.Загубата предизвикана од триење за време на вибрациите на нафората е еквивалентна на R, која има вредност од околу 100 оми.Бидејќи еквивалентната индуктивност на чипот е многу голема, а C е многу мала, R е исто така мал, така што факторот за квалитет Q на колото е многу голем, до 1000 ~ 10000. Покрај тоа, резонантната фреквенција на самиот чип во основа е поврзан само со режимот на сечење, геометријата и големината на чипот и може да се направи прецизно, така што осцилаторското коло составено од кварцни резонатори може да добие висока фреквентна стабилност.

Компјутерите имаат временски круг, и иако терминот „часовник“ најчесто се користи за да се однесува на овие уреди, тие всушност не се часовници во вообичаената смисла.Можеби подобро се нарекуваат тајмери.Тајмерот на компјутерот е обично прецизно обработен кварцен кристал кој осцилира во границите на затегнатоста со фреквенција што зависи од тоа како самиот кристал е исечен и на колкава напнатост е подложен.Постојат два регистри поврзани со секој кварцен кристал, бројач и регистер за задржување.Секоја осцилација на кварцниот кристал го намалува бројачот за еден.Кога бројачот се намалува на 0, се генерира прекин и бројачот повторно ја вчитува почетната вредност од регистерот за задржување.Овој пристап овозможува да се програмира тајмерот да генерира 60 прекини во секунда (или на која било друга посакувана фреквенција).Секој прекин се нарекува отчукување на часовникот.

Во електрична смисла, кристалниот осцилатор може да биде еквивалентен на дво-терминална мрежа од кондензатор и отпорник паралелно и кондензатор во серија.Во електротехниката, оваа мрежа има две резонантни точки, кои се поделени на високи и ниски фреквенции.Пониската фреквенција е сериска резонанца, а повисоката фреквенција е паралелна резонанца.Поради карактеристиките на самиот кристал, растојанието помеѓу двете фреквенции е прилично блиску.Во овој многу тесен опсег на фреквенција, кристалниот осцилатор е еквивалентен на индуктор, па се додека двата краја на кристалниот осцилатор се поврзани паралелно со соодветни кондензатори, тој ќе формира паралелно резонантно коло.Ова паралелно резонантно коло може да се додаде во колото за негативна повратна информација за да се формира синусоидално осцилационо коло.Бидејќи опсегот на фреквенција на кристалниот осцилатор еквивалентен на индуктивноста е многу тесен, фреквенцијата на овој осцилатор нема многу да се промени дури и ако параметрите на другите компоненти се разликуваат многу.

Кристалниот осцилатор има важен параметар, тоа е вредноста на капацитетот на оптоварување, изберете ја паралелната капацитивност еднаква на вредноста на капацитетот на оптоварување, може да ја добиете номиналната резонантна фреквенција на кристалниот осцилатор.Општи вибрации кристално осцилации коло се на спротивните краеви на инвертираниот засилувач поврзан со кристалите имаат два капацитети ги прима краевите на кристалите, соодветно секој капацитет на другата страна на приемникот, капацитетот на двата кондензатори во сериска вредност треба да биде еднаков на капацитетот на оптоварување, ве молиме обрнете внимание на општите IC пинови имаат еквивалентна влезна капацитивност, ова не може да се игнорира.Општо земено, капацитетот на оптоварување на кристалниот осцилатор е 15 или 12,5 кожа.Ако се земе предвид еквивалентната влезна капацитивност на пиновите на компонентите, подобар избор е колото на осцилациите на кристалниот осцилатор составен од два кондензатори од 22 кожа.