Resumen del oscilador de cristal.
El oscilador de cristal se refiere a la oblea cortada de un cristal de cuarzo de acuerdo con un cierto ángulo de azimut, el resonador de cristal de cuarzo, denominado cristal de cuarzo u oscilador de cristal;El elemento de cristal con IC agregado dentro del paquete se llama oscilador de cristal.Sus productos se envasan generalmente en estuches metálicos, pero también en estuches de vidrio, cerámica o plástico.
Principio de funcionamiento del oscilador de cristal.
El oscilador de cristal de cuarzo es un dispositivo resonante hecho del efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo.Su composición básica es aproximadamente la siguiente: a partir de un cristal de cuarzo de acuerdo con un cierto corte de azimut, recubierto con una capa de plata en sus dos superficies correspondientes como electrodos, un cable soldado en cada electrodo se conecta al pasador, junto con la carcasa del paquete constituido. un resonador de cristal de cuarzo, denominado cristal de cuarzo o cristal, vibración cristalina.Sus productos se envasan generalmente en estuches metálicos, pero también en estuches de vidrio, cerámica o plástico.
Si se aplica un campo eléctrico a los dos electrodos de un cristal de cuarzo, el chip se deforma mecánicamente.Por el contrario, si se aplica presión mecánica en ambos lados del chip, se generará un campo eléctrico en la dirección correspondiente del chip.Este fenómeno físico se llama efecto piezoeléctrico.Si se aplican voltajes alternos a los dos polos del chip, el chip generará vibraciones mecánicas, que a su vez generarán campos eléctricos alternos.
En general, la amplitud de la vibración mecánica del chip y la amplitud del campo eléctrico alterno es muy pequeña, pero cuando la frecuencia del voltaje alterno aplicado es un valor específico, la amplitud aumenta significativamente, mucho mayor que la de otras frecuencias. , este fenómeno se llama resonancia piezoeléctrica, que es muy similar a la resonancia del circuito LC.Su frecuencia de resonancia está relacionada con el modo de corte, la geometría y el tamaño de la viruta.
Cuando el cristal no vibra, se puede considerar como un condensador plano llamado capacitancia electrostática C, y su tamaño está relacionado con el tamaño geométrico del chip y el área del electrodo, generalmente entre unos pocos métodos de piel y docenas de métodos de piel. .Cuando el cristal oscila, la inercia de la vibración mecánica es equivalente a la inductancia L. Generalmente, los valores de L oscilan entre decenas y cientos de grados.La elasticidad del chip puede ser equivalente a la capacitancia C, que es muy pequeña, normalmente sólo 0,0002 ~ 0,1 picogramos.La pérdida causada por la fricción durante la vibración de la oblea es equivalente a R, que tiene un valor de aproximadamente 100 ohmios.Debido a que la inductancia equivalente del chip es muy grande y C es muy pequeña, R también es pequeña, por lo que el factor de calidad Q del circuito es muy grande, hasta 1000 ~ 10000. Además, la frecuencia de resonancia del propio chip Básicamente, solo está relacionado con el modo de corte, la geometría y el tamaño del chip, y se puede hacer con precisión, por lo que el circuito oscilador compuesto por resonadores de cuarzo puede obtener estabilidad de alta frecuencia.
Las computadoras tienen un circuito de cronometraje y, aunque el término "reloj" se usa comúnmente para referirse a estos dispositivos, en realidad no son relojes en el sentido habitual.Sería mejor llamarlos cronómetros.El cronómetro de una computadora suele ser un cristal de cuarzo mecanizado con precisión que oscila dentro de sus límites de tensión a una frecuencia que depende de cómo se corta el cristal y de cuánta tensión está sometido.Hay dos registros asociados a cada cristal de cuarzo, un contador y un registro de retención.Cada oscilación del cristal de cuarzo disminuye el contador en uno.Cuando el contador disminuye a 0, se genera una interrupción y el contador recarga el valor inicial del registro de retención.Este enfoque permite programar un temporizador para generar 60 interrupciones por segundo (o en cualquier otra frecuencia deseada).Cada interrupción se llama tic del reloj.
En términos eléctricos, un oscilador de cristal puede ser equivalente a una red de dos terminales de un capacitor y una resistencia en paralelo y un capacitor en serie.En ingeniería eléctrica, esta red tiene dos puntos de resonancia, que se dividen en frecuencias altas y bajas.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 oscilador de cristal es equivalente a un inductor, por lo que siempre que los dos extremos del oscilador de cristal estén conectados en paralelo con condensadores apropiados, formará un circuito de resonancia paralelo.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 oscilador de cristal equivalente a la inductancia es muy estrecho, la frecuencia de este oscilador no cambiará mucho incluso si los parámetros de otros componentes varían mucho.
El oscilador de cristal tiene un parámetro importante, que es el valor de capacitancia de carga, seleccione la capacitancia paralela igual al valor de capacitancia de carga, puede obtener la frecuencia de resonancia nominal del oscilador de cristal.El circuito de oscilación de cristal de vibración general está en los extremos opuestos de un amplificador inversor conectado a los cristales. Tiene dos capacitancias que reciben los extremos de los cristales, respectivamente, cada capacitancia en el otro lado del receptor, la capacidad de los dos capacitores en serie debe ser igual. En cuanto a la capacitancia de carga, preste atención a que los pines generales del IC tienen una capacitancia de entrada equivalente, esto no se puede ignorar.Generalmente, la capacitancia de carga del oscilador de cristal es de 15 o 12,5 capas.Si se considera la capacitancia de entrada equivalente de los pines de los componentes, el circuito de oscilación del oscilador de cristal compuesto por dos condensadores de 22 capas es una mejor opción.
Hora de publicación: 20-oct-2021