Resumo do oscilador de cristal
Oscilador de cristal refírese á oblea cortada dun cristal de cuarzo segundo un certo ángulo azimutal, resonador de cristal de cuarzo, chamado cristal de cuarzo ou oscilador de cristal;O elemento de cristal con IC engadido dentro do paquete chámase oscilador de cristal.Os seus produtos envasan xeralmente en estuches metálicos, pero tamén en vidro, cerámica ou plástico.
Principio de funcionamento do oscilador de cristal
O oscilador de cristal de cuarzo é un dispositivo resonante feito de efecto piezoeléctrico de cristal de cuarzo.A súa composición básica é grosso modo a seguinte: A partir dun cristal de cuarzo segundo unha determinada porción de azimut, revestido cunha capa de prata nas súas dúas superficies correspondentes como electrodos, soldado un cable de plomo en cada electrodo está conectado ao pasador, acoplado á envoltura do paquete constituído. un resonador de cristal de cuarzo, denominado cristal de cuarzo ou cristal, vibración de cristal.Os seus produtos envasan xeralmente en estuches metálicos, pero tamén en vidro, cerámica ou plástico.
Se se aplica un campo eléctrico aos dous electrodos dun cristal de cuarzo, o chip defórmase mecánicamente.Pola contra, se se aplica presión mecánica a ambos os dous lados do chip, xerarase un campo eléctrico na dirección correspondente do chip.Este fenómeno físico chámase efecto piezoeléctrico.Se se aplican tensións alternas aos dous polos do chip, o chip xerará vibracións mecánicas, que á súa vez xerarán campos eléctricos alternativos.
En xeral, a amplitude da vibración mecánica do chip e a amplitude do campo eléctrico alterno é moi pequena, pero cando a frecuencia da tensión alterna aplicada é un valor específico, a amplitude aumenta significativamente, moito maior que a doutras frecuencias. , este fenómeno chámase resonancia piezoeléctrica, que é moi semellante á resonancia do circuíto LC.A súa frecuencia de resonancia está relacionada co modo de corte, xeometría e tamaño da viruta.
Cando o cristal non vibra, pódese considerar un capacitor plano chamado capacitancia electrostática C, e o seu tamaño está relacionado co tamaño xeométrico do chip e a área do electrodo, xeralmente uns poucos método de pel para decenas de método de pel. .Cando o cristal oscila, a inercia da vibración mecánica é equivalente á inductancia L. Xeralmente, os valores de L oscilan entre decenas e centos de graos.A elasticidade do chip pode ser equivalente á capacidade C, que é moi pequena, normalmente só 0,0002 ~ 0,1 picogramos.A perda causada pola fricción durante a vibración da oblea é equivalente a R, que ten un valor duns 100 ohmios.Debido a que a inductancia equivalente do chip é moi grande e C é moi pequena, R tamén é pequena, polo que o factor de calidade Q do circuíto é moi grande, ata 1000 ~ 10000. Ademais, a frecuencia de resonancia do propio chip basicamente só está relacionado co modo de corte, xeometría e tamaño do chip, e pódese facer con precisión, polo que o circuíto oscilador composto por resonadores de cuarzo pode obter estabilidade de alta frecuencia.
Os ordenadores teñen un circuíto de temporización, e aínda que o termo "reloxo" úsase habitualmente para referirse a estes dispositivos, en realidade non son reloxos no sentido habitual.Poden chamarse mellor temporizadores.O temporizador dun ordenador adoita ser un cristal de cuarzo mecanizado con precisión que oscila dentro dos seus límites de tensión a unha frecuencia que depende de como se corta o cristal en si e de canta tensión está sometido.Hai dous rexistros asociados a cada cristal de cuarzo, un contador e un rexistro de retención.Cada oscilación do cristal de cuarzo diminúe o contador nun.Cando o contador diminúe a 0, xérase unha interrupción e o contador recarga o valor inicial do rexistro de retención.Este enfoque permite programar un temporizador para xerar 60 interrupcións por segundo (ou a calquera outra frecuencia desexada).Cada interrupción chámase tic de reloxo.
En termos eléctricos, un oscilador de cristal pode ser equivalente a unha rede de dous terminais dun capacitor e unha resistencia en paralelo e un capacitor en serie.En enxeñaría eléctrica, esta rede ten dous puntos de resonancia, que se dividen en frecuencias altas e baixas.A frecuencia máis baixa é a resonancia en serie e a frecuencia máis alta é a resonancia paralela.Debido ás características do propio cristal, a distancia entre as dúas frecuencias é bastante próxima.Neste rango de frecuencias moi estreito, o oscilador de cristal equivale a un indutor, polo que sempre que os dous extremos do oscilador de cristal estean conectados en paralelo con capacitores axeitados, formará un circuíto de resonancia paralelo.Este circuíto resonante paralelo pódese engadir a un circuíto de retroalimentación negativa para formar un circuíto de oscilación sinusoidal.Debido a que o rango de frecuencia do oscilador de cristal equivalente á inductancia é moi estreito, a frecuencia deste oscilador non cambiará moito aínda que os parámetros doutros compoñentes varíen moito.
Oscilador de cristal ten un parámetro importante, é dicir, o valor da capacidade de carga, seleccione a capacitancia paralela igual ao valor da capacidade de carga, pode obter a frecuencia de resonancia nominal do oscilador de cristal.Os circuítos de oscilación de cristal de vibración xeral están nos extremos opostos dun amplificador inversor conectado aos cristais teñen dúas capacidades reciben os extremos dos cristais, respectivamente, cada capacidade do outro lado do receptor, a capacidade dos dous capacitores en serie debe ser igual. á capacidade de carga, preste atención a que os pinos IC xerais teñen a capacidade de entrada equivalente, isto non se pode ignorar.Xeralmente, a capacidade de carga do oscilador de cristal é de 15 ou 12,5 pel.Se se considera a capacidade de entrada equivalente dos pinos dos compoñentes, o circuíto de oscilación do oscilador de cristal composto por dous capacitores de pel de 22 é unha mellor opción.
Hora de publicación: 20-Oct-2021