Prinsip Kerja Osilator Kista

Ringkasan osilator kristal

Osilator kristal mengacu pada potongan wafer dari kristal kuarsa menurut Sudut azimuth tertentu, resonator kristal kuarsa, disebut sebagai kristal kuarsa atau osilator kristal;Elemen kristal dengan IC yang ditambahkan di dalam paketnya disebut osilator kristal.Produk-produknya umumnya dikemas dalam wadah logam, tetapi juga dalam wadah kaca, keramik, atau plastik.

Prinsip kerja osilator kristal

Osilator kristal kuarsa adalah perangkat resonansi yang terbuat dari efek piezoelektrik kristal kuarsa.Komposisi dasarnya kira-kira sebagai berikut: Dari kristal kuarsa menurut irisan azimuth tertentu, dilapisi dengan lapisan perak pada dua permukaan yang sesuai sebagai elektroda, kawat timah yang dilas pada setiap elektroda dihubungkan ke pin, ditambah dengan cangkang paket yang dibentuk resonator kristal kuarsa, disebut sebagai kristal kuarsa atau kristal, getaran kristal.Produk-produknya umumnya dikemas dalam wadah logam, tetapi juga dalam wadah kaca, keramik, atau plastik.

Jika medan listrik diterapkan pada dua elektroda kristal kuarsa, chip akan berubah bentuk secara mekanis.Sebaliknya, jika tekanan mekanis diterapkan pada kedua sisi chip, medan listrik akan dihasilkan ke arah chip yang sesuai.Fenomena fisik ini disebut efek piezoelektrik.Jika tegangan bolak-balik diterapkan pada kedua kutub chip, chip tersebut akan menghasilkan getaran mekanis, yang pada gilirannya akan menghasilkan medan listrik bolak-balik.

Secara umum, amplitudo getaran mekanis chip dan amplitudo medan listrik bolak-balik sangat kecil, tetapi ketika frekuensi tegangan bolak-balik yang diterapkan adalah nilai tertentu, amplitudo meningkat secara signifikan, jauh lebih besar daripada frekuensi lainnya. , fenomena ini disebut resonansi piezoelektrik, yang sangat mirip dengan resonansi rangkaian LC.Frekuensi resonansinya terkait dengan mode pemotongan, geometri, dan ukuran chip.

Ketika kristal tidak bergetar, ia dapat dianggap sebagai kapasitor datar yang disebut kapasitansi elektrostatis C, dan ukurannya terkait dengan ukuran geometris chip dan luas elektroda, umumnya sekitar beberapa metode kulit hingga lusinan metode kulit. .Ketika kristal berosilasi, inersia getaran mekanis setara dengan induktansi L. Umumnya, nilai L berkisar dari puluhan hingga ratusan derajat.Elastisitas chip dapat setara dengan kapasitansi C yang sangat kecil, biasanya hanya 0,0002 ~ 0,1 pikogram.Kerugian akibat gesekan selama getaran wafer setara dengan R yang bernilai sekitar 100 ohm.Karena induktansi setara chip sangat besar, dan C sangat kecil, R juga kecil, sehingga faktor kualitas Q rangkaian sangat besar, hingga 1000 ~ 10000. Selain itu, frekuensi resonansi chip itu sendiri pada dasarnya hanya terkait dengan mode pemotongan, geometri dan ukuran chip, dan dapat dilakukan dengan tepat, sehingga rangkaian osilator yang terdiri dari resonator kuarsa dapat memperoleh stabilitas frekuensi tinggi.

Komputer mempunyai sirkuit pengatur waktu, dan meskipun istilah “jam” biasanya digunakan untuk merujuk pada perangkat ini, sebenarnya mereka bukanlah jam dalam pengertian biasa.Mereka mungkin lebih baik disebut pengatur waktu.Pengatur waktu komputer biasanya berupa kristal kuarsa yang dibuat dengan mesin presisi yang berosilasi dalam batas tegangannya pada frekuensi yang bergantung pada cara kristal itu dipotong dan seberapa besar tegangan yang dikenakan.Ada dua register yang terkait dengan setiap kristal kuarsa, counter dan register hold.Setiap osilasi kristal kuarsa menurunkan penghitungnya satu per satu.Ketika pencacah berkurang menjadi 0, interupsi dihasilkan dan pencacah memuat ulang nilai awal dari register penahan.Pendekatan ini memungkinkan pemrograman pengatur waktu untuk menghasilkan 60 interupsi per detik (atau pada frekuensi lain yang diinginkan).Setiap gangguan disebut detak jam.

Dalam istilah kelistrikan, osilator kristal dapat setara dengan jaringan dua terminal kapasitor dan resistor secara paralel dan kapasitor secara seri.Dalam teknik kelistrikan, jaringan ini memiliki dua titik resonansi yang terbagi menjadi frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.Frekuensi yang lebih rendah adalah resonansi seri, dan frekuensi yang lebih tinggi adalah resonansi paralel.Karena karakteristik kristal itu sendiri, jarak antara kedua frekuensi tersebut cukup dekat.Dalam rentang frekuensi yang sangat sempit ini, osilator kristal setara dengan induktor, sehingga selama kedua ujung osilator kristal dihubungkan secara paralel dengan kapasitor yang sesuai, maka akan terbentuk rangkaian resonansi paralel.Rangkaian resonansi paralel ini dapat ditambahkan ke rangkaian umpan balik negatif untuk membentuk rangkaian osilasi sinusoidal.Karena rentang frekuensi osilator kristal yang setara dengan induktansi sangat sempit, frekuensi osilator ini tidak akan banyak berubah meskipun parameter komponen lain sangat bervariasi.

Osilator kristal mempunyai parameter penting yaitu nilai kapasitansi beban, pilih kapasitansi paralel yang sama dengan nilai kapasitansi beban, dapat diperoleh frekuensi resonansi nominal osilator kristal.Rangkaian osilasi kristal getaran umum berada di ujung berlawanan dari penguat pembalik yang terhubung ke kristal memiliki dua kapasitansi menerima ujung kristal, masing-masing kapasitansi di sisi lain penerima, kapasitas kedua kapasitor dalam nilai seri harus sama Untuk kapasitansi beban, harap perhatikan pin IC umum memiliki kapasitansi masukan yang setara, ini tidak dapat diabaikan.Umumnya kapasitansi beban osilator kristal adalah 15 atau 12,5 kulit.Jika kapasitansi input setara dari pin komponen dipertimbangkan, rangkaian osilasi osilator kristal yang terdiri dari dua kapasitor 22 kulit adalah pilihan yang lebih baik.