سری-تکنیک های کیفیت (*1): امتیاز برای جلوگیری از نوسانات غیر طبیعی هنگام طراحی مدارهای نوسان ساز

[PDF]

1. برای واحد کریستال نوسان پایدار ، که یک مؤلفه منفعل است ، نیاز به بهینه سازی شرایط نوسان با مدار مشتری دارد. هنگام طراحی مدار نوسان ساز ، مهم است که از قبل تأیید کنید که واحد کریستال با مدار نوسان ساز مطابقت دارد. در صورت عدم مناسب بودن تطبیق ، علائمی مانند عدم سوء استفاده از فرکانس ممکن است رخ دهد. به طور خاص ، پدیده نوسان غیر طبیعی ممکن است منجر به مشکلات غیر منتظره در بازار و غیره شود. بر اساس موارد مشکل گذشته ، ما اقدامات پیشگیرانه ای را برای نوسان غیر طبیعی پیشنهاد می کنیم.

2. نوسان غیر طبیعی چیست؟هنگامی که واحد کریستال در حالت های غیر از حالت های نوسان طبیعی نوسان می کند ، نوسان غیر طبیعی نامیده می شود. به غیر از حالت نوسان طبیعی ، نوسان با اتصال با نوسان اسپور ، بیش از حد و غیره وجود دارد.

3. نوسان غیر طبیعی با جفت شدن با تک کریستال در برش ، از حالت کشویی ضخامت به عنوان حالت نوسان استفاده می کند ، اما علاوه بر این ، بسیاری از حالت های اسپرتی دیگر (خمشی و برشی و غیره) نیز وجود دارد (شکل 1).

شکل 1 حالت لرزش واحد کریستال AT برش

فرکانس های بالاتر این اسپورین می تواند با نوسان اصلی زوج شود و بر خصوصیات دمای فرکانس نوسان اصلی تأثیر بگذارد. مدار معادل واحد کریستال شامل Spurious در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 مدار معادل واحد کریستال

در میان مبهم ، خطر زیاد اتصال به لرزش اصلی وجود دارد که انعطاف پذیری و برشی صورت است و با تغییر ابعاد بسته به ابعاد عنصر کریستال ، فرکانس تغییر می کند. علاوه بر این ، از آنجا که ویژگی های دما از لرزش اصلی و لرزش خمش متفاوت است ، اتصال با لرزش اصلی در دمای معینی هنگام تغییر دما اتفاق می افتد ، باعث ایجاد یک پدیده (افت فعالیت) می شود که در آن فرکانس نوسان به سرعت تغییر می کند و در نتیجه منجر به آن می شود و در نتیجه باعث می شودنوسان غیر طبیعی (شکل 3).

شکل 3 وابستگی فعالیت در سطح درایو (*2)

به همین دلیل ، NDK با بهینه سازی عنصر کریستال و ابعاد الکترودهای واحد کریستال ، این موارد را سرکوب می کند و از فعالیت های مختلف جلوگیری می کند. با این حال ، توجه داشته باشید که اگر سطح درایو بیش از مشخصات واحد کریستال هنگام طراحی نوسان ساز اعمال شود ، ممکن است به دلیل اتصال لرزش اصلی با Spurious ، افت فعالیت ایجاد شود. هنگام اندازه گیری سطح درایو ، جریان کریستال (I) که به واحد کریستال جریان می یابد با پروب های جریان اندازه گیری می شود و از جریان کریستال (I) ، واحد کریستال معادل واحد محاسبه می شود (R₁, C₀) ، و ظرفیت بار (ج_L) (*3).

هنگام کنترل سطح درایو هنگام طراحی نوسان ساز ، یک RD مناسب را انتخاب کنید (شکل 4). با این حال ، توجه داشته باشید که اگر مقدار RD خیلی بزرگ باشد ، ممکن است سطح خروجی کوچک باشد و در نتیجه مشکلی ایجاد شود که مدارهای بعدی مشتری را نمی توان هدایت کرد.

شکل 4 مدار نوسان و جریان کریستال

4- نوسان غیر طبیعی در حالت Overtone واحد کریستال قبلاً اظهار داشتیم که واحد کریستالی AT برش از حالت لغزش ضخامت استفاده می کند ، اما ضخامت عنصر کریستال و فرکانس نوسان را می توان با فرمول زیر محاسبه کرد: F (MHz) = 1. 67 × N/t (mm) (n: ترتیب overtone ، t: ضخامت عنصر کریستال)

به عنوان مثال ، اگر اساسی 8 مگاهرتز باشد ، سومین سبقت 24 مگاهرتز است (شکل 5).

شکل 5 لرزش کشویی ضخامت

شکل 6 مدارهای معادل نوسان سازهای کریستالی را نشان می دهد.

شکل 6 مدارهای معادل نوسان سازهای کریستالی

طرف مدار نوسان ساز توسط یک مقاومت منفی (-R) و ظرفیت بار نشان داده شده است (c_L). طرف مدار نوسان ساز در مقاومت معادل زیر واحد کریستال شروع نمی شود. این که آیا برای نوسان با موج اساسی یا با بیش از حد مرتبه سوم توسط خصوصیات مقاومت منفی (-R) IC تعیین می شود ، اما مقاومت منفی مدار نوسان دارای ویژگی های فرکانس است ، بنابراین باید آن را در نظر بگیریم.

شکل 7خصوصیات فراوانی مقاومت منفی

به عنوان مثال ، هنگام نوسان یک واحد کریستالی با اساسی 8 مگاهرتز فقط با یک موج اساسی ، رابطه نشان داده شده در شکل 7 در مقاومت منفی موج اساسی و مقاومت منفی سومین اورتون نهفته است. بنابراین ، مقاومت منفی موج اساسی باید به اندازه کافی تضمین شود و نوسان نباید با سومین سومین رخ دهد. اگر مقدار معمولی مقاومت معادل آن برای موج اساسی 120 Ω و 800 Ω برای سومین بار در واحد کریستال SMD 8 مگاهرتز باشد ، نوسان با موج اساسی انجام می شود. در این حالت ، هیچ نگرانی از نوسان با سومین بار دیگر وجود ندارد.

شکل 8 ویژگی های فرکانس مقاومت منفی (اثر RD)

با این حال ، همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است ، اگر مقاومت منف ی-2200 Ω در 24 مگاهرتز وجود داشته باشد ، همانطور که در خصوصیات فرکانس مقاومت منفی نشان داده شده توسط خط قرمز ، نوسان هر دو موج اساسی و سومین اورتون امکان پذیر است. به طور معمول ، نوسان با موج اساسی که از ابتدای نوسان به سرعت شروع می شود ، رخ می دهد. با این حال ، نوسانات بسته به محیط دما و غیره ممکن است با سومین سومین اتفاق بیفتد ، که ممکن است باعث نوسان غیر طبیعی شود. به این ترتیب ، هنگام استفاده از IC با مقاومت منفی زیادی در محدوده فرکانس گسترده ، مقاومت منفی باید به طور مناسب سرکوب شود. به عنوان یک محلول ، RD را در مدار اسیلاتور نشان داده شده در شکل 4 اضافه کنید تا جریان جریان در واحد کریستال کنترل شود و مقاومت منفی را تنظیم کنید. شکل 8 خط آبی مقاومت منفی را هنگام افزودن RD 2200 Ω نشان می دهد. مقاومت منف ی-480 Ω برای یک مقاومت معادل بیش از حد سومین 800 Ω است ، نشان می دهد که می توان از نوسانات غیر طبیعی جلوگیری کرد.

5- برای جلوگیری از نوسانات غیر طبیعی ، ما نمونه هایی از نوسانات غیر طبیعی را توضیح داده ایم ، اما هنگام طراحی مدارهای نوسان ساز ، می توانیم با بررسی دقیق تطبیق واحد کریستال و IC ها از مشکلات جلوگیری کنیم. برای اطلاعات خاص در مورد تطبیق ICS و واحد کریستال ، به وب سایت NDK مراجعه کنید. اگر بتوانید از سرویس تجزیه و تحلیل مدار NDK در مرحله نمونه اولیه استفاده کنید ، می توانید یک مدار مناسب را پیشنهاد کنید.