Kristaller, Osilatörler ve Rezonatörler. Ne farkı var?

Kristaller, osilatörler ve rezonatörler arasındaki farkı anlamaya çalışıyorum. Bunu anlamaya başladım ama hala bazı sorularım var.

Anladığım kadarıyla, bir osilatör bir kristal ve iki kapasitörden yapılmıştır. O zaman rezonatör nedir? Terminolojide bir fark var mı?

Bir osilatör ve bir rezonatör benzerse, neden bu iki maddeyi yapın:

http://www.digikey.com/product-detail/en/HWZT-16.00MD/535-9379-ND/675574

http://www.digikey.com/product-detail/en/FCR16.0M2G/445-1646-ND/653108

iki pim çıkartın ve topraklama yapmayın. Oysa bu

http://www.digikey.com/product-detail/en/ZTT-16.00MX/X908-ND/170095

biri toprak olan üç iğne var mı?

Bu üç cihazdan herhangi biri bir mikrodenetleyici için harici bir saat olarak çalışacak mı?

Not: Kondansatörlerin kristalin düzgün çalışmasına nasıl yardımcı olduğunu açıklayan bonuslar. :)

Hem seramik rezonatörler hem de kuvars kristalleri aynı prensipte çalışır: onlara bir AC sinyali uygulandığında mekanik olarak titreşim. Kuvars kristalleri seramik rezonatörlerden daha kesin ve sıcaklığa karşı dayanıklıdır. Rezonatörün veya kristalin kendisinin iki bağlantısı vardır. Soldaki kristal, sağdaki seramik rezonatör.

Söylediğiniz gibi, osilatörün iki kondansatör ilave bileşenlere ihtiyacı var. Osilatörü çalıştıran aktif kısım, salınımı devam ettirmek için enerji sağlayan bir yükselticidir.

Bazı mikrodenetleyiciler, genellikle kapasitörlerde yerleşik olan 32.768 kHz kristal için düşük frekanslı bir osilatöre sahiptir, böylece kristal için yalnızca iki bağlantıya ihtiyacınız olur (solda). Bununla birlikte, çoğu osilatör, kapasitörlerin harici olarak gereksinim duymasına ihtiyaç duyar ve daha sonra bağlantılarınız vardır: yükselticiden giriş, yükselticiye çıkış ve kondansatörler için toprak. Üç pimli bir rezonatörde kondansatörler entegre edilmiştir.

Kondansatörlerin işlevi: Kapalı devre yükseltici kristalin salınımını sağlamak için toplam faz kayması 360 ° olmalıdır. Amplifikatör ters, yani 180 °. Kristal, kondansatörlerle birlikte diğer 180 ° ile ilgileniyor.

düzenleme
Bir kristal osilatörü çalıştırdığınızda, sadece bir amplifikatördür, henüz istenen frekansı alamazsınız. Buradaki tek şey, geniş bir bant genişliği üzerinden düşük seviyeli bir gürültü. Osilatör, bu gürültüyü yükseltir ve onu tekrar tekrar yükselten osilatöre girdiği kristalin içinden geçirir. Bu size sadece çok fazla gürültü yapmaz mı? Hayır, kristalin özellikleri, rezonans frekansı etrafında sadece çok küçük bir miktar gürültü geçirecek şekildedir. Gerisi azaltılacak. Sonunda sadece geriye kalan rezonans frekansı ve sonra salınım yapıyoruz.

Bir trambolin ile karşılaştırabilirsiniz. Üzerine rastgele zıplayan bir avuç çocuk düşünün. Trambolin fazla hareket etmiyor ve çocuklar sadece 20 cm yukarı zıplamak için çok çaba sarf ediyor. Ancak bir süre sonra senkronize olmaya başlayacaklar ve trambolin atlamayı takip edecek. Çocuklar daha az çabayla daha yükseğe zıplayacaklar. Trambolin rezonans frekansında salınır (yaklaşık 1Hz) ve daha hızlı veya daha yavaş atlamak zor olacaktır. Filtrelenecek frekanslar budur.
Trambolinde zıplayan çocuk amplifikatördür, salınımı devam ettirmek için enerji sağlar.

Daha fazla okuma
MSP430 32 kHz kristal osilatörleri

Sorunuzu cevaplamak için, bir rezonatör aslında düşük bütçeli bir kristaldir.

Bir osilatör, geri besleme ile salınımını sağlayacak şekilde geri besleme ile bir amplifikatör devresidir ve istenen frekansta salınımını tutan bir "frekans belirleme elemanıdır". Kesin bir frekans için bir kristal yapılabilir ve sıcaklık veya başıboş kapasitans değişirse çok az sürüklenir. Aynı zamanda çok verimlidir ve salınımını sürdürmek için çok az güç gerektirir. Kristaller genellikle kuvarsdan yapılır ve yukarıdaki tüm özellikleri için ödeme yaparsınız.

Rezonatörler kuvars yerine seramik elemanlardan yapılmıştır. Sıklıklarını da tutmadılar. Bu, bir mikroişlemci için önemli olmayabilir, ancak devre bir radyoda, saatte veya diğer zamanlama kritik uygulamalarda kullanılıyorsa önemli olacaktır. Daha az maliyetlidir ve bu nedenle stabilitenin önemli olmadığı yerlerde kullanılır.

Mikroişlemciler genellikle yerleşik bir "amplifikatör parçasına" sahip olacaklardır, böylece tek yapmanız gereken rezonatör veya kristal eklemek olacaktır. Aksi takdirde, bir osilatör devresi kurarsınız ya da bir kutuda gerekli tüm bileşenleri olan bir "osilatör modülü" satın alabilirsiniz. Bir osilatör modülüne güç sağlamalısınız.

Zamanlama seviyelerini "umursamamak" için, bazı mikroişlemciler, frekans belirleyici eleman olarak bir RC devresinin (direnç ve kapasitör) kullanılmasına izin vermektedir. Microchip PIC, içinde yerleşik olan her şeye bile sahip.

Maxim tarafından sağlanan iyi bir uygulama notu bulundu - Mikrodenetleyici Saat — Kristal, Rezonatör, RC Osilatör veya Silikon Osilatör