په بریښنایی سرکیټونو کې، کرسټال oscillators یو له خورا عام ساعت سرچینو څخه دی. د دې لپاره چې د کرسټال اوسیلیټر مناسب پیل او مستحکم عملیات یقیني کړي، په سرکټ کې د خارجي بار کیپسیټرونه باید د هغې د بار ظرفیت (CL) سره سم ډیزاین شي. د کیپسیټر ناسم سمون کولی شي په دوه اړخیزه کولو کې ستونزې رامینځته کړي، د فریکونسۍ انحراف زیات کړي، او حتی د سیسټم بې ثباتي.
دا مقاله به د کریسټال اوسیلیټر بار ظرفیت معنی مفصل تحلیل وړاندې کړي ، د بهرني کیپسیټرونو لپاره د محاسبې میتود ، او د سرکټ ډیزاین کې عملي نظرونه.
Ⅰ. د کرسټال اوسیلیټر د بار ظرفیت (CL) څه شی دی؟
د کرسټال جوړونکي عموما په ډیټا شیټ کې د نومول شوي بار ظرفیت ارزښت (CL) مشخص کوي لکه 18pF، 20pF، 12pF، او داسې نور. دا د ظرفیت لرونکی بار استازیتوب کوي چې لاندې یې کرسټال د خپل نامتو اوسلیشن فریکونسۍ ترلاسه کولو لپاره کیلیبریټ کیږي.
په بل عبارت، کرسټال اوسیلیټر کولی شي دقیق فریکونسۍ تولید کړي یوازې هغه وخت چې د مساوي بار ظرفیت CL سره مساوي وي.
Ⅱ. بهرنۍ بار وړونکي څنګه د بار ظرفیت اغیزه کوي؟
یو عادي کرسټال oscillator سرکټ لاندې بڼه اخلي:
C1 او C2 دوه بهرني capacitors دي چې د ځمکې سره وصل دي (په ځانګړې توګه SMD capacitors)؛
د XTAL دوه ټرمینلونه د کریسټال اوسیلیټر دوه پنونو سره وصل دي؛
په عمل کې، د کرسټال مساوي بار ظرفیت CL په لړۍ کې د C1 او C2 لخوا ټاکل کیږي، د PCB او کڅوړې لخوا معرفي شوي پرازیتي ظرفیت Cp سره یوځای کیږي.
Ⅲ. د محاسبې فورمول: د CL پر بنسټ د بهرني کیپسیټر ارزښت څنګه ټاکل کیږي؟
د مساوي بار ظرفیت (CL) فورمول په لاندې ډول دی:
چیرته:
C1، C2: خارجي کیپسیټرونه چې د ځمکې سره نښلول شوي؛
Cp: د پرازیتي ظرفیت د PCB ټریسز، بسته بندۍ، او داسې نورو لخوا معرفي شوی (معمولا له 2pF څخه تر 5pF پورې، د سمولو یا تجربې له لارې اټکل کیدی شي)؛
CL: د کریسټال اوسیلیټر ډیټا شیټ کې د نومول شوي بار ظرفیت مشخص شوی.
【بیلګه بیلګه】
فرض کړئ د کرسټال مشخصات CL=18pF دی، او د PCB پرازیتي ظرفیت Cp ≈ 5pF دی. د C1 او C2 لپاره د مناسبو ارزښتونو محاسبه کولو لپاره:
لومړی، ارزښتونه په فورمول کې بدل کړئ:
د C1=C2=C فرض کول، فورمول ساده کوي:
پایله دا ده:
✅ له همدې امله، وړاندیز شوي خارجي کیپسیټرونه دي: C1=C2 =27pF (معیاري ارزښت).
Ⅳ. ولې بې سمونه خارجي Capacitors ستونزې رامنځته کوي؟
د فریکونسۍ انحراف: که چیرې بهرني کیپسیټرونه ډیر کوچني یا ډیر لوی وي، کرسټال به د خپل نومي فریکونسۍ څخه انحراف وکړي، د سیسټم د ساعت تېروتنې سبب ګرځي.
د پیل{0}} مشکل یا بې ثباتي: ډیر بار بار کول لاسته راوړنه کموي، کوم چې کیدای شي کرسټال په پیل کولو کې ناکام شي یا د فریکونسۍ جټټر تجربه کړي.
د بریښنا مصرف ډیر شوی: ناسم بار کول د کریسټال اوسیلیټر سرکټ کې د انرژي لوړ مصرف لامل کیږي.
د EMI زیاتوالی: بې ثباته جریان ممکن جعلي فریکونسۍ رامینځته کړي چې د سیسټم بریښنایی مقناطیسي مطابقت (EMC) اغیزه کوي.
Ⅴ. د ډیزاین سپارښتنې او انجنیري کړنې
د کرسټال اوسیلیټر ډیټاشیټ په دقت سره بیاکتنه وکړئ
د CL ارزښت معلوم کړئ.
د وړاندیز شوي سرکټ ټوپولوژي پوهه کړئ.
وګورئ چې ایا د بهرني کیپسیټر ارزښتونو لړۍ وړاندیز کیږي.
2. د بورډ حقیقي چاپیریال ته پام وکړئ
د PCB سمولیشن یا تجربې په کارولو سره د Cp اټکل وکړئ.
د لوړ سرعت یا دقیق ساعتونو لپاره (د مثال په توګه، د مخابراتو سیسټمونه، د MCU اصلي فریکونسۍ > 100MHz)، دقیق محاسبه یا ازموینه سپارښتنه کیږي.
3. د سمیټ کیپسیټرونو څخه کار واخلئ
دا عموما سپارښتنه کیږي چې C1=C2 د فریکونسۍ مرکز او د شور توازن وساتي.
غیر متناسب ډیزاین هم د ځانګړو مطابقت اړتیاو لپاره کارول کیدی شي.
4. د ډیبګ کولو لپاره د SMD capacitor صف وکاروئ
د سم فټ موندلو لپاره د SMD capacitors (د بیلګې په توګه، 10pF، 15pF، 22pF، 27pF، او داسې نور) تجربه کړئ؛
د سپیکٹرم تحلیل کونکي یا اوسیلوسکوپ په کارولو سره د محصول ثبات او فریکونسۍ دقت چیک کړئ.
6,عامFAQ
|
پوښتنې |
ځوابونه |
|
که چیرې CL=12pF وي، نو بهرني کیپسیټرونه باید کوم ارزښت ولري؟ |
که Cp=5pF، نو C1=C2≈14pF |
|
ولې ځینې MCUs بهرني کیپسیټرونو ته اړتیا نلري؟ |
ځینې کرسټال اوسیلېټر سرکیټونه د بار وړونکي کیپسیټرونو (لکه STM32) کې- جوړ شوي دي، نو هیڅ خارجي کیپسیټرونو ته اړتیا نشته. |
|
ایا غیر متوازن بهرني کیپسیټرونه کولی شي کرسټال اوسیلیټر ته زیان ورسوي؟ |
عموما، دوی به دا سوځوي یا زیان ونه رسوي، مګر دوی ممکن د پیل ناکامۍ یا فریکونسۍ غلطی سبب شي. |
پایله
د کریسټال اوسیلیټر لپاره د بهرني بار کیپاسیټرونو ډیزاین یو کوچنی مګر مهم توضیحات دي چې مستقیم د ساعت سیسټم ثبات او دقت اغیزه کوي. د CL او C1/C2 ترمنځ د محاسبې اړیکې درک کول، او د اصلي PCB پرازیتیک ظرفیت پراساس د پیرامیټونو تنظیم کول، د باور وړ وسیلې او دقیق فریکونسۍ ترلاسه کولو لپاره کلیدي دي.
په لوړ سرعت ډیجیټل سیسټمونو، مخابراتي وسایلو، یا سیسټمونو کې چې د ډیری وخت غوښتنې اړتیاوې لري، په سمه توګه د کریسټال اوسیلیټر د بار کولو ظرفیت غوره کول او سمون کول یو انجینري دنده ده چې باید په جدي توګه ونیول شي.
HCIمسلکي لابراتوار او د غوښتنلیک انجینرانو ټیم د 20 کلونو څخه ډیر تجربه لري ، پیرودونکو ته وړیا مسلکي میچنګ او ازموینې خدمات وړاندې کوي. که تاسو پدې برخه کې کومې اړتیاوې لرئ، مهرباني وکړئ زموږ د پلور یا تخنیکي کارمندانو سره اړیکه ونیسئ.