¿Son iguales los parches y complementos del oscilador de cristal de la misma frecuencia utilizados en el módulo de circuito?

Oscilador de cristal es la abreviatura de oscilador de cuarzo y su nombre en inglés es Crystal. Es el componente más importante del circuito del reloj. es proporcionar energía a las tarjetas gráficas, tarjetas de red y accesorios, como las placas base, que proporcionan una frecuencia de referencia, que es como una regla. Las frecuencias operativas inestables provocarán frecuencias operativas inestables de los equipos relacionados, lo que naturalmente es propenso a problemas.

El oscilador de cristal también tiene la función de generar corriente de entrada en el circuito y enviar señales de reloj. Oscilador de cristal es la abreviatura de oscilador de cristal. Utiliza cristales que pueden convertir energía eléctrica y energía mecánica entre sí, trabajando en un estado de vibración completa, proporcionando una oscilación de frecuencia única estable y precisa. En condiciones normales de funcionamiento, la precisión absoluta de la frecuencia de un oscilador de cristal ordinario puede alcanzar las 50 partes por millón. Los osciladores de cristal avanzados son aún más precisos. Algunos cristales también pueden ajustar la frecuencia dentro de un cierto rango aplicando un voltaje externo. Este es un oscilador controlado por voltaje (VCO). La función básica de los cristales en los circuitos digitales es proporcionar momentos de control de sincronización estándar. Los circuitos digitales funcionan de acuerdo con el diseño del circuito y deben completar una tarea específica en un momento determinado. Si no hay un tiempo estándar para el control de tiempo, todo el circuito digital se volverá sordo y no sabrá qué hacer en qué momento. La función del oscilador de cristal es proporcionar la señal de reloj básica para el sistema. Por lo general, un sistema utiliza solo un oscilador de cristal para mantener todas las partes sincronizadas. Algunos sistemas de comunicaciones utilizan diferentes cristales para la banda base y las frecuencias de radio, mientras ajustan electrónicamente las frecuencias para mantenerlas sincronizadas. Los cristales se utilizan a menudo junto con circuitos de bucle de bloqueo de fase para proporcionar la frecuencia de reloj requerida para el sistema. Si diferentes subsistemas requieren señales de reloj a diferentes frecuencias, se pueden proporcionar utilizando diferentes bucles de fase sincronizada conectados al mismo cristal. Los circuitos que obtienen señales de CA pueden utilizar circuitos resonantes RC y LC, pero la frecuencia de oscilación de estos circuitos no es estable. En circuitos que requieren altas frecuencias estables, se deben utilizar circuitos osciladores de cristal de cuarzo. El factor de calidad del cristal de cuarzo es alto. Una vez estabilizado el circuito de oscilación con temperatura y voltaje constantes, la estabilidad de la frecuencia de oscilación puede alcanzar entre 10^(-9) y 10^(-11). Es ampliamente utilizado en comunicaciones, relojes, computadoras, etc. donde se requieren señales muy estables. El oscilador de cristal de cuarzo no distingue entre polos positivos y negativos, y la carcasa está conectada a tierra. En segundo lugar, el oscilador de cristal utiliza un oscilador de cristal. Puede ser eléctricamente equivalente a un condensador y una resistencia. Conectado en paralelo y luego conectado en serie con un condensador. La red en ambos extremos tiene dos puntos de resonancia en ingeniería eléctrica. La frecuencia más baja es resonancia en serie y la frecuencia más alta es resonancia en paralelo. Debido a las características del propio cristal, la distancia entre las dos frecuencias es bastante cercana. En este rango de frecuencia tan estrecho, el cristal equivale a un inductor, siempre que se conecte un condensador adecuado en paralelo a ambos extremos. el cristal, un circuito resonante paralelo. Este circuito resonante paralelo más un circuito de retroalimentación negativa pueden formar un circuito de oscilación de onda sinusoidal. Debido a que el rango de frecuencia del cristal equivalente al inductor es muy estrecho, incluso si los parámetros de otros componentes cambian mucho, la frecuencia de este oscilador no lo hará. ser muy alto. Grandes cambios. Hay otro parámetro importante del oscilador de cristal, que es el valor de capacitancia de carga. Seleccionando un capacitor paralelo igual al valor de capacitancia de carga, se puede obtener la frecuencia de resonancia nominal del oscilador de cristal. Generalmente, un circuito de oscilación de cristal está conectado a un cristal en ambos extremos de un amplificador inversor (tenga en cuenta que el amplificador no es un inversor), y luego hay dos condensadores conectados a ambos extremos del cristal y el otro extremo de cada condensador. está conectado a tierra. La capacidad del condensador conectado en serie debe ser igual al valor de capacitancia de carga. Tenga en cuenta que los pines de los circuitos integrados generales tienen una capacitancia de entrada equivalente, que no se puede ignorar. La capacitancia de carga de un oscilador de cristal general es 15p o 12,5p. Si se considera la capacitancia de entrada equivalente del pin del componente, un circuito de oscilación de cristal compuesto por dos condensadores de 22p es una mejor opción.

El cristal es un componente que proporciona una referencia de frecuencia para el circuito. Generalmente se divide en dos categorías: osciladores de cristal activos y pasivos. Los osciladores de cristal pasivos requieren una oscilación interna del chip, mientras que el voltaje de la señal del oscilador de cristal permite diferentes circuitos de oscilación. dependiendo del circuito de oscilación. diferentes voltajes, pero los osciladores de cristal pasivos generalmente tienen una calidad y precisión de señal deficientes y requieren una combinación precisa de los circuitos periféricos (inductores, condensadores, resistencias, etc.). Si es necesario reemplazar el oscilador de cristal, los circuitos periféricos. debe ser reemplazado al mismo tiempo. Los cristales activos no requieren un oscilador dentro del chip y pueden proporcionar una referencia de frecuencia de alta precisión y una mejor calidad de señal que los cristales pasivos. Las instrucciones para cada chip proporcionarán un circuito estándar para la entrada de cristal externo, que indicará la frecuencia máxima disponible y otros parámetros del chip. Estos parámetros deben dominarse al diseñar el circuito. A diferencia de las computadoras que utilizan unidades centrales de procesamiento, las frecuencias de los cristales que ahora pueden recibir los microcontroladores son relativamente bajas, pero suficientes para los circuitos de control generales. Los osciladores de cristal también se dividen en dos tipos: pasivos y activos. Los cristales pasivos y los cristales activos (resonancia) tienen diferentes nombres en inglés. Los cristales pasivos son cristales, mientras que los cristales activos se llaman osciladores. El oscilador de cristal pasivo genera una señal de oscilación con la ayuda de un circuito de reloj y no puede oscilar, por lo que la afirmación es inexacta; el oscilador de cristal activo es un oscilador resonante completo. Los osciladores resonantes incluyen resonadores de cristal de cuarzo (o su material cristalino), resonadores cerámicos, resonadores LC, etc. Los osciladores de cristal y los osciladores resonantes tienen su misma intersección, el oscilador resonante de cristal activo. La razón por la que una oblea de cuarzo se puede utilizar como circuito de oscilación (resonancia) se basa en su efecto piezoeléctrico. Desde la física se sabe que si se añade un campo eléctrico entre las dos placas de la oblea, el cristal sufrirá una deformación mecánica. ; por el contrario, si la aplicación de fuerza mecánica entre las placas también generará un campo eléctrico en la dirección correspondiente, este fenómeno se denomina efecto piezoeléctrico. Si se aplica un voltaje alterno entre las placas, se generará una vibración de deformación mecánica y, al mismo tiempo, la vibración de deformación mecánica generará un campo eléctrico alterno. En términos generales, la amplitud de este tipo de vibración mecánica es relativamente pequeña y la frecuencia de vibración también es muy estable. Sin embargo, cuando la frecuencia del voltaje alterno aplicado es igual a la frecuencia natural de la oblea (determinada por el tamaño de la oblea), la amplitud de la vibración mecánica aumentará bruscamente. Este fenómeno se llama resonancia piezoeléctrica, por lo que se forma cristal de cuarzo. También llamado resonador de cristal de cuarzo. Se caracteriza por la estabilidad de alta frecuencia. Los osciladores de cristal de cuarzo y los resonadores de cristal de cuarzo son dispositivos electrónicos que proporcionan frecuencias de circuito estables. Un oscilador de cristal de cuarzo utiliza el efecto piezoeléctrico de un cristal de cuarzo para generar oscilación, mientras que un resonador de cristal de cuarzo utiliza una combinación de un cristal de cuarzo y un circuito integrado incorporado. El oscilador se utiliza directamente en el circuito y el resonador normalmente necesita proporcionar un voltaje de 3,3 V para mantener el funcionamiento. El oscilador tiene un parámetro técnico más importante que el resonador: la resistencia resonante (RR). El resonador no tiene requisitos de resistencia. El tamaño de RR afecta directamente el rendimiento del circuito y también es un parámetro importante para la competencia empresarial. 3. Descripción general Las fuentes de reloj de los microcontroladores se pueden dividir en dos categorías: fuentes de reloj basadas en dispositivos resonantes mecánicos, como cristales, tanques resonantes cerámicos, etc.; fuentes de reloj basadas en circuitos de desplazamiento de fase, como RC (resistencia, condensador). ) osciladores. Los osciladores de silicio suelen ser osciladores RC totalmente integrados que incluyen una fuente de reloj, resistencias y condensadores adaptados y compensación de temperatura para mejorar la estabilidad. Diferencias clave entre resonadores mecánicos y osciladores RC Los osciladores basados ​​en circuitos de tanque resonador cerámico y de cristal (mecánicos) generalmente tienen una alta precisión inicial y bajos coeficientes de temperatura. Por el contrario, los osciladores RC se inician rápidamente y son menos costosos, pero generalmente tienen poca precisión en los rangos de temperatura y voltaje de suministro operativo, que van de 5 a 50 de la frecuencia de salida nominal. El circuito que se muestra en la Figura 1 produce una señal de reloj confiable, pero su rendimiento se ve afectado por las condiciones ambientales, la selección de componentes del circuito y la disposición del circuito del oscilador. Por lo tanto, se debe prestar especial atención a la selección de componentes y al diseño de la placa de circuito del circuito oscilador. Cuando se utiliza, el circuito del tanque resonador cerámico y la capacitancia de carga correspondiente deben optimizarse para la familia lógica específica. Los cristales High-Q son insensibles a la elección del amplificador, pero son propensos a sufrir derivas de frecuencia (y posiblemente daños) cuando se sobreamplifican. Los factores ambientales que afectan el funcionamiento del oscilador incluyen interferencias electromagnéticas (EMI), vibraciones y golpes mecánicos, humedad y temperatura.

Estos factores pueden aumentar la variación de la frecuencia de salida, aumentar la inestabilidad y, en algunos casos, provocar que el oscilador se detenga. Módulo oscilador La mayoría de los problemas anteriores se pueden evitar utilizando un módulo oscilador. Estos módulos son osciladores autónomos que proporcionan una salida de onda cuadrada de baja resistencia y están garantizados para funcionar en condiciones específicas. Los dos tipos más comunes son los módulos de cristal y los osciladores de silicio integrados. Los módulos de cristal tienen la misma precisión que los cristales discretos. Los osciladores de silicio son más precisos que los osciladores RC discretos y en la mayoría de los casos son comparables en precisión a los tanques resonadores cerámicos. Consumo de energía El consumo de energía también debe considerarse al seleccionar un oscilador. El consumo de energía de un oscilador discreto depende principalmente de la corriente de suministro del amplificador de retroalimentación y del valor de capacitancia dentro del circuito. El consumo de energía de un amplificador CMOS es directamente proporcional a la frecuencia de funcionamiento y se puede expresar en términos del valor de capacitancia de disipación de potencia. Por ejemplo, el circuito de puerta inversora HC04 tiene una capacitancia de disipación de potencia de 90 pF, lo que equivale a una corriente de suministro de 1,8 mA cuando funciona a 4 MHz con una fuente de alimentación de 5 V. Junto con la capacitancia de carga del cristal de 20 pF, la corriente de suministro total es de 2,2 mA. Los circuitos de tanque resonante cerámico suelen tener capacidades de carga mayores y requieren corrientes correspondientemente mayores. En comparación, los módulos de cristal normalmente requieren de 10 mA a 60 mA de corriente de suministro. La corriente de suministro de un oscilador de silicio depende de su tipo y función, desde unos pocos microamperios para dispositivos de baja frecuencia (fijos) hasta unos pocos miliamperios para dispositivos programables. Los osciladores de silicio de baja potencia, como el MAX7375, requieren menos de 2 mA para funcionar a 4 MHz. Circuito de reloj, oscilador de cristal y chip IC de reloj. El circuito del chip de reloj de la placa base proporciona la frecuencia operativa básica de la CPU, el chipset de la placa base y los buses en todos los niveles (bus de CPU, bus AGP, bus PCI, bus PCIE, etc.), así como varias partes de la interfaz. Con él, la computadora puede completar el trabajo de varias funciones paso a paso y de manera coordinada bajo el control de la CPU: 1. La frecuencia de oscilación de trabajo original del chip, es decir, el divisor de frecuencia, es. generado por un multivibrador con una frecuencia resonante de cristal de cuarzo El cristal Un oscilador es en realidad un generador de frecuencia, que transmite principalmente voltaje en una señal de frecuencia. La frecuencia de oscilación proporcionada a la frecuencia base de 14.318MHZ es el circuito de bucle de retroalimentación positiva del multivibrador, es decir, utiliza la entrada como salida y la salida como frecuencia de retroalimentación de la entrada. proceso de autocirculación como este.

Los osciladores de cristal de reloj comunes en la placa base son: 14.318M (reloj principal) y 32.768HZ (reloj del puente sur)

Introducción al chip IC de 3 relojes: funciona principalmente para amplificar la frecuencia. Y la función de reducir la frecuencia, su combinación con el oscilador de cristal, puede desempeñar un papel en la placa base. Lo llamamos generador de reloj (chip IC de reloj de cristal)

El principio de funcionamiento del generador de reloj Song: podemos definir el reloj como la velocidad de la frecuencia del bus de cada componente. Su función es la de frecuencias. asignados a varios componentes para que puedan funcionar correctamente. Cuando el oscilador de cristal se enciende y envía la frecuencia al chip IC del reloj, sus patas transmitirán la frecuencia correspondiente a través de las resistencias al lado del chip IC del reloj (la fila de pequeñas resistencias en los lados izquierdo y derecho al lado del IC del reloj El chip es básicamente 220 = 22 ohmios, 330 = 33 ohmios). Estos relojes de memoria de alta velocidad y AGP los proporciona internamente el Northbridge (tenga en cuenta que el reloj AGP de algunas placas base no lo proporciona el Northbridge). Las señales de frecuencia se distribuyen a los componentes de la placa base, como (. PCI 33M, CPU 100M133M200M E/S 48M y 14M, Southbridge 33Mamp; 14M Northbridge 100M7amp; 133Mamp; 200M

Chip IC de reloj

Lo anterior trata sobre la generación del reloj, por lo ¿Cómo funciona? A continuación, explicaré el chip IC del reloj. Las condiciones de funcionamiento del chip IC del reloj:

① Fuente de alimentación → Su fuente de alimentación básicamente ingresa al chip IC del reloj a través de una fuente relativamente grande. inductor de chip (IC de reloj inductor de chip. Se puede encontrar cerca del chip, ya que es un poco más grueso que otros parches).

El chip IC del reloj tiene de 2 a 3 grupos de fuentes de alimentación en la etapa inicial: el grupo 2 suministra 2,5 V y 3,3 V, y el grupo 3 suministra 2,5 V y 2,8 V. La fuente de alimentación posterior del chip IC del reloj tiene de 1 a 2 grupos. : el grupo 1 suministra fuentes de alimentación de 3,3 V, el grupo 2 suministra alimentación de 3,3 V y 2,8 V. 5V.

②La señal PG es para darle a la computadora una señal de inicio después de que el voltaje de salida de inicio sea estable para permitir que la computadora se inicie oficialmente. La señal PG básicamente pasa a través de la resistencia más grande (10K, 4.7K) a continuación. al chip IC del reloj) ingresa al interior del chip IC del reloj (PG debe ser superior a 1,5 V. Solo cuando la fuente de alimentación y el PG son normales el interior del chip IC del reloj oscilará). El oscilador de cristal. Cuando el oscilador de cristal oscila, funcionará normalmente con el chip IC del reloj. Cuando la fuente de alimentación y el PG son normales, el chip IC del reloj puede funcionar normalmente y oscilar junto con el oscilador de cristal, y la forma de onda se puede ver en ambos pines del oscilador de cristal. La resistencia entre las dos patas del cristal está entre 450 y 700 ohmios. El cristal tiene aproximadamente 1 V en cada uno de sus dos pines, suministrado por un divisor de frecuencia. Sólo entonces podrá amplificar o reducir la frecuencia de reloj enviada por el cristal 14.318 y alimentarla a los distintos componentes de la placa base.

Circuito de reloj

Hemos aprendido sobre sus componentes principales arriba, echemos un vistazo a su estructura completa

PLL es la abreviatura de Phase-Locked Loop, lo que significa chino. Es un bucle de fase bloqueada. Un PLL es básicamente un sistema de control de retroalimentación de circuito cerrado que permite que la salida del PLL mantenga una relación de fase fija con una señal de referencia. Un PLL generalmente consta de un detector de fase, una bomba de carga, un filtro de paso bajo, un oscilador controlado por voltaje y algún tipo de convertidor de salida. Para hacer que la frecuencia de salida del PLL sea un múltiplo del reloj de referencia, se puede colocar un divisor en la ruta de retroalimentación del PLL y/o en la ruta de la señal de referencia. La siguiente figura muestra la función del PLL: el oscilador controlado por voltaje produce una señal de salida periódica si la frecuencia de salida es menor que la frecuencia de la señal de referencia, el detector de fase cambia el voltaje de control a través del amplificador de carga, aumentando así la salida. de la frecuencia del oscilador controlado por voltaje. La frecuencia de salida del oscilador controlado por voltaje aumenta. Si la frecuencia de salida del oscilador controlado por voltaje es mayor que la frecuencia de la señal de referencia, el detector de fase cambia el voltaje de control a través del amplificador de carga, reduciendo así la frecuencia de salida del oscilador controlado por voltaje. El propósito del filtro de paso bajo es suavizar la salida del amplificador de carga para que el sistema tienda a un estado estable mientras se afina el detector de fase. Capacitancia de carga y resistencia de retroalimentación Algunos principiantes pueden sentirse extraños con la frecuencia del oscilador de cristal. Los osciladores de cristal como 12M y 24M son más fáciles de entender. Este problema es relativamente difícil de explicar. Si los principiantes entienden esto en la práctica de programación en serie, este oscilador de cristal puede diseñar de manera conveniente y precisa puertos en serie u otras velocidades en baudios para comunicación asíncrona. Pregunta: Cuando estaba usando el oscilador de cristal, descubrí que también tiene una resistencia, que generalmente está por encima de 1 M. Después de quitarla, la placa de circuito aún puede funcionar normalmente. si se puede usar lo he visto inutil! Respuesta: Esta resistencia es una resistencia de retroalimentación, que se utiliza para garantizar que el voltaje en el terminal de entrada del convertidor de frecuencia esté en VDD/2, de modo que cuando la señal de oscilación se devuelva al terminal de entrada, se pueda garantizar que el convertidor de frecuencia operar en el área normal de trabajo. Aunque el oscilador sigue funcionando cuando se retira la resistencia, cuando se observa el oscilador en un osciloscopio, el oscilador sigue funcionando. Sin embargo, si observa la forma de onda del oscilador en un osciloscopio, la forma de onda será inconsistente y el circuito de oscilación puede detenerse debido a puntos de operación inadecuados. Por lo tanto, no omita esta resistencia. Esta resistencia permite que el dispositivo inversor lógico original funcione en la región lineal. Por razones de ganancia, no hay ganancia en la región de saturación y sin ganancia no puede oscilar. Si usas el inversor en el chip para oscilación, debes conectar esta resistencia externamente. Para CMOS, esta resistencia puede exceder 1M, pero para TTL es más complicado, dependiendo del tipo (S, LS.. ....) .

Si el chip especifica el pin del oscilador de cristal, como en algunos microprocesadores, generalmente no se puede agregar porque el pin del oscilador de cristal se fabricó dentro del chip. Lea las instrucciones pertinentes en la hoja de datos. Una resistencia en paralelo con el cristal actúa como una carga, normalmente de 1 M ohmios. También hay una resistencia en serie con el cristal que actúa como resistencia resonante. P: Los parámetros del cristal incluyen el valor del condensador resonante utilizado. Por ejemplo, 32,768K es 12,5pF; 4,096M es 20pF. ¿Cómo se relaciona este valor con los valores de los dos condensadores conectados al cristal en el circuito real? Parece que DS1302 es un oscilador de cristal de 32,768 K y su capacitancia interna es de 6 pF. Respuesta: De lo que estás hablando es del valor de capacitancia de carga del oscilador de cristal. Se refiere al valor de capacitancia que participa en la oscilación y está conectado en serie o paralelo con el cristal en el circuito de CA del oscilador de cristal. La frecuencia del circuito oscilador de cristal está determinada principalmente por el cristal, pero dado que la capacitancia de carga participa en la oscilación, inevitablemente afinará la frecuencia. Cuanto menor sea la capacitancia de carga, mayor será la frecuencia del circuito de oscilación. La capacitancia de carga de 4,096 MHz es 20 pF y la frecuencia de resonancia del cristal en sí es lt, pero si se permite que la capacitancia de 20 pF participe en la oscilación; , la frecuencia aumentará a 4.096MHz. Algunas personas pueden preguntar por qué es tan problemático. ¿Por qué no simplemente cambiar el cristal a 4.096MHz sin usar un capacitor de carga? Parece que no es que no exista tal oscilador de cristal, sino que existen varias formas de oscilación en el diseño de circuito real. Para provocar el cambio de fase de la señal de retroalimentación de oscilación y facilitar el ajuste de la desviación de frecuencia, la mayoría de los circuitos tienen. Condensadores que participan en la oscilación. Para comprender con precisión cuánta capacitancia se debe usar en un circuito oscilador de cristal, siempre que la capacitancia de carga del cristal sea igual a la capacitancia del bucle de oscilación y la capacitancia parásita. Un oscilador de cristal de cuarzo es un dispositivo resonante fabricado utilizando el efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo (cristal de dióxido de silicio). Su estructura básica consiste en cortar aproximadamente un cristal de cuarzo en rodajas finas (denominadas obleas) en un cierto ángulo de acimut, que puede ya sea cuadrado, rectangular o redondo, etc.), coloque capas de plata en las dos superficies correspondientes como electrodos y suelde un cable a cada electrodo. En cada electrodo, se suelda un cable y se agrega la carcasa del empaque para formar un resonador de cristal de cuarzo, conocido como cristal de cuarzo o cristal, oscilador de cristal. Los productos se envasan normalmente en carcasas metálicas, pero también están disponibles en envases de vidrio, cerámica o plástico.

Efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo: Si se aplica un campo eléctrico a los dos electrodos de un cristal de cuarzo, la oblea sufrirá una deformación mecánica. Por el contrario, si se aplica presión mecánica en ambos lados de la oblea, se generará un campo eléctrico en la dirección correspondiente de la oblea. Este fenómeno físico se denomina efecto piezoeléctrico. Tenga en cuenta que este efecto es reversible. Si se aplica un voltaje alterno a los dos polos de la oblea, la oblea vibrará mecánicamente y la vibración mecánica de la oblea también generará un campo eléctrico alterno. En circunstancias normales, la amplitud de la vibración mecánica de la oblea y la amplitud del campo eléctrico alterno son muy pequeñas, pero cuando la frecuencia del voltaje alterno externo alcanza un cierto valor, la amplitud aumentará significativamente, que es mucho mayor que la amplitud de otras frecuencias. Este fenómeno, conocido como resonancia piezoeléctrica, es muy similar al fenómeno de resonancia de los circuitos LC. Su frecuencia de resonancia está relacionada con el método de corte, la geometría y el tamaño de la oblea.

El oscilador de cristal puede ser eléctricamente equivalente a una red de dos terminales con un capacitor y una resistencia conectados en paralelo y luego conectados en serie con un capacitor. Eléctricamente hablando, esta red tiene dos puntos de resonancia, divididos según. a la frecuencia. En resumen, el de menor frecuencia es resonancia en serie, y el de mayor frecuencia es resonancia en paralelo. Debido a las características del propio cristal, la distancia entre las dos frecuencias es bastante estrecha. En este rango de frecuencia tan estrecho, el cristal equivale a un inductor, siempre que se conecten los condensadores adecuados en paralelo en ambos extremos del cristal. cristal, se formará una resonancia paralela. Este circuito resonante paralelo se puede agregar a un circuito de retroalimentación negativa para formar un circuito de oscilación sinusoidal. Debido a que el rango de frecuencia del cristal equivalente al inductor es muy estrecho, incluso si los parámetros de otros componentes cambian mucho, la frecuencia de este oscilador. no cambiará significativamente.

Existe otro parámetro importante del oscilador de cristal, que es el valor de la capacitancia de carga. Al seleccionar un capacitor paralelo igual al valor de la capacitancia de carga, se puede determinar la frecuencia de resonancia nominal del oscilador de cristal. obtenido.

Generalmente, en un circuito oscilador de cristal, se conecta un cristal a ambos extremos de un amplificador inversor (tenga en cuenta que el amplificador no es un inversor) y luego se conectan dos condensadores a ambos extremos del cristal. y el otro extremo de cada capacitor se conecta a tierra. El valor de capacitancia de los dos capacitores conectados en serie debe ser igual al valor de capacitancia de carga. Tenga en cuenta que generalmente los pines de los circuitos integrados tienen una capacitancia de entrada equivalente. que no se puede ignorar.

Generalmente, la capacitancia de carga de un oscilador de cristal es 15p o 12,5p. Si se tiene en cuenta la capacitancia de entrada equivalente del pin del componente, entonces el circuito de oscilación del oscilador de cristal compuesto por dos condensadores de 22p es. una mejor elección.

Los osciladores de cristal también se dividen en dos tipos: pasivos y activos. Los cristales pasivos y los cristales activos (resonancia) tienen diferentes nombres en inglés. Los cristales pasivos son cristales, mientras que los cristales activos se llaman osciladores. El oscilador de cristal pasivo genera una señal de oscilación con la ayuda de un circuito de reloj y no puede oscilar, por lo que es inexacto llamarlo oscilador de cristal pasivo. El oscilador de cristal activo es un oscilador resonante completo.

Los osciladores de cristal de cuarzo y los resonadores de cristal de cuarzo son dispositivos electrónicos que proporcionan frecuencias de circuito estables. Un oscilador de cristal de cuarzo utiliza el efecto piezoeléctrico de un cristal de cuarzo para iniciar vibraciones, mientras que un resonador de cristal de cuarzo utiliza un cristal de cuarzo que trabaja junto con un IC*** incorporado. El oscilador se utiliza directamente en el circuito. Cuando el resonador funciona, generalmente necesita proporcionar un voltaje de 3,3 V para mantener el funcionamiento. El oscilador tiene un parámetro técnico más importante que el resonador: la resistencia resonante (RR). El resonador no tiene requisitos de resistencia. El tamaño de RR afecta directamente el rendimiento del circuito, por lo que es un parámetro importante para la competencia empresarial.

IV. La diferencia, el alcance de la aplicación y el uso entre el oscilador de cristal pasivo y el oscilador de cristal activo: 1. Oscilador de cristal pasivo: el oscilador de cristal pasivo necesita usar un chip DSP para oscilar, y el método de conexión se propone en el ficha de datos. No hay problema de voltaje con los cristales pasivos. El nivel de la señal es variable, lo que significa que se puede determinar según el circuito de inicio. El mismo cristal se puede aplicar a múltiples voltajes y se puede utilizar en DSP con diferentes requisitos de voltaje de señal de reloj. El precio suele ser bajo, por lo que para aplicaciones generales se recomienda utilizar cristales si las condiciones lo permiten. Esto es especialmente adecuado para fabricantes en masa con líneas de productos ricas. En comparación con los cristales, la desventaja de los cristales pasivos es la mala calidad de la señal, que generalmente requiere una adaptación precisa de los circuitos periféricos (condensadores, inductores, resistencias, etc. para la adaptación de la señal). Al reemplazar cristales con diferentes frecuencias, es necesario modificar los circuitos de configuración periférica. configurado en consecuencia. Se recomienda utilizar cristales de cuarzo de alta precisión y tratar de no utilizar alertas cerámicas de baja precisión.

2. Oscilador de cristal activo: el oscilador de cristal activo no requiere el oscilador interno del DSP. La calidad de la señal es buena, relativamente estable y la conexión es relativamente simple (principalmente porque la fuente de alimentación está bien filtrada). , generalmente compuesto por condensadores e inductores) Red de filtro tipo PI, el extremo de salida puede usar una pequeña resistencia para filtrar la señal). No se requieren circuitos de configuración complejos. Los osciladores de cristal activos suelen utilizar: un pin está flotante, el segundo pin está conectado a tierra, el tercer pin está conectado a la salida y el cuarto pin está conectado al voltaje. En comparación con los cristales pasivos, las desventajas de los cristales activos son que sus niveles de señal son fijos, lo que requiere la selección de niveles de salida apropiados, son menos flexibles y costosos. Para aplicaciones con requisitos de temporización sensibles, creo que los osciladores de cristal activos son mejores, porque se puede elegir un oscilador de cristal más preciso, o incluso un oscilador de cristal de alta gama con compensación de temperatura. Algunos DSP no tienen circuitos de oscilación internos y solo pueden usar osciladores de cristal activos, como la serie 6000 de TI. Los cristales activos suelen ser de mayor tamaño que los cristales pasivos, pero muchos cristales activos ahora se montan en superficie, comparables en tamaño a los cristales, y algunos son incluso más pequeños que muchos cristales.

Algunas notas:

1. Los DSP que requieren multiplicación de frecuencia necesitan configurar circuitos de configuración periférica PLL, principalmente aislamiento y filtrado.

2. El oscilador es básicamente un dispositivo de frecuencia fundamental con buena estabilidad. La mayoría de los osciladores de cristal por encima de 20 MHz son armónicos (como el tercer armónico, el quinto armónico, etc.) y tienen poca estabilidad. Por lo tanto, se recomienda encarecidamente utilizar dispositivos de baja frecuencia.

Se recomienda encarecidamente utilizar dispositivos de baja frecuencia. Después de todo, las configuraciones periféricas necesarias para los circuitos PLL para duplicar la frecuencia son principalmente condensadores, resistencias e inductores, y su estabilidad y precio son muy superiores a los de los dispositivos osciladores de cristal;

3. Enrutamiento de la señal del reloj La longitud de la línea debe ser lo más corta posible, el ancho de la línea debe ser lo más grande posible y la distancia entre ella y otros conductores impresos debe ser lo más grande posible, cerca del diseño del dispositivo. y si es necesario, puede estar rodeado por capas internas y cables de tierra;

4. A través de la parte posterior, la señal del reloj introducida desde el exterior de la placa tiene requisitos de diseño especiales y es necesario consultar la información relevante en detalle. .

También hay algunas explicaciones:

En términos generales, la estabilidad de los osciladores de cristal es mejor que la de los osciladores de cristal, especialmente en el campo de la medición de precisión. La mayoría de ellos utilizan alta precisión. osciladores de cristal finales, de modo que muchas tecnologías de compensación se integran juntas para reducir la complejidad del diseño. Imagínese, si usa un oscilador de cristal y luego diseña la forma de onda, la antiinterferencia, la compensación de temperatura, etc., la complejidad del diseño será similar a las ocasiones en las que diseñamos circuitos de radiofrecuencia con un reloj alto. requisitos, es decir, utilizamos alta gama. Un oscilador de cristal de precisión con compensación de temperatura cuesta cientos de dólares por uno de grado industrial.

Si no encuentras un cristal adecuado para aplicaciones en campos especiales, es decir, la complejidad del diseño supera el nivel de los cristales acabados del mercado, deberás diseñarlo tú mismo. Usaremos cristales, pero estos cristales no son cristales comunes en el mercado, sino cristales especiales de alta gama, como cristales de rubí, etc.

En campos con mayores requisitos, la situación es bastante especial. Los relojes utilizados en nuestras pruebas de alta precisión aquí incluso son proporcionados por relojes atómicos, relojes de rubidio y otros equipos que están conectados a través de una frecuencia de radio dedicada. Conector Un equipo grande que es bastante voluminoso.

Oscilador de cristal de cuarzo: nombre colectivo del llamado resonador de cristal de cuarzo y oscilador de reloj de cristal de cuarzo. Sin embargo, dado que los resonadores se utilizan habitualmente en la electrónica de consumo, el concepto general es que un oscilador de cristal es equivalente a un resonador.

Este último suele referirse a un reloj. Este último suele denominarse oscilador de reloj.

2. Clasificación. Primero, hablemos de resonadores.

Los resonadores generalmente se dividen en tipo plug-in (Dip) y tipo patch (SMD). Los resonadores enchufables están disponibles en HC-49U, HC-49U/S y tipos de diapasón (cilíndricos). El HC-49U se conoce comúnmente como 49U, comúnmente conocido como modelo "alto", mientras que el HC-49U/S se conoce comúnmente como 49S, comúnmente conocido como modelo "bajo". Los tipos de diapasón se pueden dividir en 3*8, 2*6, 1*5, 1*4, etc. según el volumen. Los tipos de parches se clasifican por tamaño y posición del pie. Por ejemplo, 7*5 (0705), 6*3,5 (0603), 5*3,2 (5032), etc. Los pines son de 4 pines y de 2 pines.

Los osciladores también se pueden dividir en tipo plug-in y tipo patch. Los complementos se pueden dividir por tamaño y número de pines. Por ejemplo, los llamados de tamaño completo, también llamados rectangulares o de 14pin, y los de tamaño medio, también llamados cuadrados o de 8pin. Pero cabe señalar que aquí los 14 pines y 8 pines se refieren al número de pines del núcleo IC dentro del oscilador, y el oscilador en sí es de 4 pines. VCXO (control de voltaje), OCXO (temperatura constante), etc.