El principi de funcionament de l'oscil·lador de cistes

Resum de l'oscil·lador de cristall

L'oscil·lador de cristall es refereix a l'hòstia tallada d'un cristall de quars segons un determinat angle d'azimut, ressonador de cristall de quars, conegut com a cristall de quars o oscil·lador de cristall;L'element de cristall amb IC afegit dins del paquet s'anomena oscil·lador de cristall.Els seus productes s'envasen generalment en estoigs metàl·lics, però també en estoigs de vidre, ceràmica o plàstic.

Principi de funcionament de l'oscil·lador de cristall

L'oscil·lador de cristall de quars és un dispositiu de ressonància fet d'efecte piezoelèctric de cristall de quars.La seva composició bàsica és aproximadament la següent: A partir d'un cristall de quars segons una determinada rodanxa d'azimut, recobert amb una capa de plata a les seves dues superfícies corresponents com a elèctrodes, soldat un cable de plom a cada elèctrode es connecta al pin, acoblat amb la carcassa del paquet constituït un ressonador de cristall de quars, conegut com a cristall de quars o cristall, vibració de cristall.Els seus productes s'envasen generalment en estoigs metàl·lics, però també en estoigs de vidre, ceràmica o plàstic.

Si s'aplica un camp elèctric als dos elèctrodes d'un cristall de quars, el xip es deforma mecànicament.Per contra, si s'aplica pressió mecànica a ambdós costats del xip, es generarà un camp elèctric en la direcció corresponent del xip.Aquest fenomen físic s'anomena efecte piezoelèctric.Si s'apliquen tensions alternes als dos pols del xip, el xip generarà vibracions mecàniques, que al seu torn generaran camps elèctrics alterns.

En general, l'amplitud de la vibració mecànica del xip i l'amplitud del camp elèctric altern és molt petita, però quan la freqüència de la tensió alterna aplicada és un valor específic, l'amplitud augmenta significativament, molt més gran que la d'altres freqüències. , aquest fenomen s'anomena ressonància piezoelèctrica, que és molt semblant a la ressonància del circuit LC.La seva freqüència de ressonància està relacionada amb el mode de tall, la geometria i la mida de l'encenall.

Quan el cristall no vibra, es pot considerar com un condensador pla anomenat capacitat electrostàtica C, i la seva mida està relacionada amb la mida geomètrica del xip i l'àrea de l'elèctrode, generalment uns quants mètodes de pell a desenes de mètodes de pell. .Quan el cristall oscil·la, la inèrcia de la vibració mecànica és equivalent a la inductància L. Generalment, els valors de L oscil·len entre desenes i centenars de graus.L'elasticitat del xip pot ser equivalent a la capacitat C, que és molt petita, normalment només 0,0002 ~ 0,1 picograms.La pèrdua causada per la fricció durant la vibració de l'hòstia és equivalent a R, que té un valor d'uns 100 ohms.Com que la inductància equivalent del xip és molt gran i C és molt petita, R també és petita, de manera que el factor de qualitat Q del circuit és molt gran, fins a 1000 ~ 10000. A més, la freqüència de ressonància del propi xip Bàsicament només està relacionat amb el mode de tall, la geometria i la mida del xip, i es pot fer amb precisió, de manera que el circuit oscil·lador format per ressonadors de quars pot obtenir estabilitat d'alta freqüència.

Els ordinadors tenen un circuit de temporització i, tot i que el terme "rellotge" s'utilitza habitualment per referir-se a aquests dispositius, en realitat no són rellotges en el sentit habitual.Potser es diuen millor temporitzadors.El temporitzador d'un ordinador acostuma a ser un cristall de quars mecanitzat amb precisió que oscil·la dins dels seus límits de tensió a una freqüència que depèn de com es talla el propi cristall i de quina tensió està sotmès.Hi ha dos registres associats a cada cristall de quars, un comptador i un registre de retenció.Cada oscil·lació del cristall de quars disminueix el comptador en un.Quan el comptador disminueix a 0, es genera una interrupció i el comptador torna a carregar el valor inicial del registre de retenció.Aquest enfocament permet programar un temporitzador per generar 60 interrupcions per segon (o a qualsevol altra freqüència desitjada).Cada interrupció s'anomena tictac de rellotge.

En termes elèctrics, un oscil·lador de cristall pot ser equivalent a una xarxa de dos terminals d'un condensador i una resistència en paral·lel i un condensador en sèrie.En enginyeria elèctrica, aquesta xarxa té dos punts de ressonància, que es divideixen en freqüències altes i baixes.La freqüència més baixa és la ressonància en sèrie, i la freqüència més alta és la ressonància paral·lela.A causa de les característiques del propi cristall, la distància entre les dues freqüències és força propera.En aquest rang de freqüències molt estret, l'oscil·lador de cristall és equivalent a un inductor, de manera que sempre que els dos extrems de l'oscil·lador de cristall estiguin connectats en paral·lel amb els condensadors adequats, formarà un circuit de ressonància paral·lel.Aquest circuit ressonant paral·lel es pot afegir a un circuit de retroalimentació negativa per formar un circuit d'oscil·lació sinusoïdal.Com que el rang de freqüència de l'oscil·lador de cristall equivalent a la inductància és molt estret, la freqüència d'aquest oscil·lador no canviarà gaire encara que els paràmetres d'altres components varien molt.

L'oscil·lador de cristall té un paràmetre important, és a dir, el valor de la capacitat de càrrega, seleccioneu la capacitat paral·lela igual al valor de la capacitat de càrrega, podeu obtenir la freqüència de ressonància nominal de l'oscil·lador de cristall.El circuit d'oscil·lació del cristall de vibració general es troba als extrems oposats d'un amplificador inversor connectat als cristalls. Tenen dues capacitats que rep els extrems dels cristalls, respectivament cada capacitat a l'altre costat del receptor, la capacitat dels dos condensadors en sèrie hauria de ser igual. a la capacitat de càrrega, si us plau, presteu atenció als pins IC generals que tenen la capacitat d'entrada equivalent, això no es pot ignorar.En general, la capacitat de càrrega de l'oscil·lador de cristall és de 15 o 12,5 pell.Si es considera la capacitat d'entrada equivalent dels pins dels components, el circuit d'oscil·lació de l'oscil·lador de cristall format per dos condensadors de pell de 22 és una millor opció.