Onko kysymykseen yksi oikea vastaus? Minusta kaikki tuntuu erittäin turhauttavalta. Miksi oskillaattori ei käynnisty?

Kideoskillaattori ei käynnisty, kun kide ja kummallekin puolelle kiinnitetyt kondensaattorit eivät tuota täysin 180 asteen vaihesiirtoa takaisin invertteri sirun sisällä.

Taajuusmuuttaja tuottaa tehokkaasti 180 asteen vaihesiirron, joten värähtelyn alkamiseksi kahden kondensaattorin ja kiteen on muodostettava ylimääräinen 180 asteen vaihesiirto JA jännitteen kokonaisvahvistuksen on oltava suurempi kuin 1.

Katsokaa tätä vastausta - se jäljittelee kiteitä ja yhtä kondensaattoria, mutta ei saavuta aivan 180 astetta: -

V1 on käyttöjännitelähde ja R2 (100 ohmia) edustaa oskillaattorissa olevan portin lähtöimpedanssia. Katsokaa tarkasti, vaihekulma ei ole aivan 180 astetta, mikä tarkoittaa, että EI OLE TÄYDELMÄT.

Muutama ylimääräinen vaihesiirtymäaste johtuu taajuusmuuttajan lähtökondensaattorista - 100 ohmia (tai mitä tahansa Taajuusmuuttajan lähtöimpedanssilla on) JA tämä ylimääräinen kapasitanssi työntää vaihesiirron yli 180 asteen ja oskillaattori värähtelee sitten. pF: -

X-akseli on 9,9 MHz FYI. Kuten voitte nähdä, piiri tuottaa vain 180 asteen vaihesiirron vain, kun kapasitanssi on 10 pF tai 20 pF. Tämä tarkoittaa, että oskillaattori värähtelee kunkin vaihekäyrän vasemmassa pisteessä, jonka vaste ylittää 180 astetta (yhdensuuntainen resonanssipiste viritettynä ulkoisella kapasitanssilla).

Joten tarvitset kondensaattoreita, jotta tämän tyyppinen oskillaattori toimisi, ja valmistaja kertoo sinulle, mitä käyttää, mutta nöyrän mielestäni ympärillä on paljon hienovaraisuuksia, joita jotkut valmistajat eivät ehkä joko tiedä kokonaan tai voittivat 'en kerro sinulle.Lisään myös, että näyttää olevan hyvin vähän web-artikkeleita siitä, mitä todella tapahtuu ja kunkin kondensaattorin todellisesta merkityksestä.

Miksi ulkoisten kuormakondensaattoreiden poistaminen saa sen alkamaan?

Ehkä raitojen oma kapasitanssi ja portin syöttökapasitanssi ovat riittävät.Se riippuu myös kiteen Q: sta ja sitä on vaikea spekuloida.Ehkä taajuusmuuttajan tappotaajuus on liian hidas?

AN2867 on myös hieno sovelluksen huomautus, jonka sinun tulisi lukea.Oskillaattorin transkonduktanssin lisäksi melkein kaikki IC-valmistajat eivät määritä oskillaattorin tulo- ja lähtökapasitansseja.Ne tulisi todella sisällyttää kuormituskondensaattorin laskentaan, ja niillä voi olla huomattava ero.Luonnollisesti myös piirilevykapasitanssit tulisi ottaa huomioon, ja ne on helpompi arvioida käyttämällä erilaisia piirilevysuunnittelutyökaluja (Saturn PCB -työkalupakki on hyvä ilmainen sovellus).

Ainoa todellinen tapa taata oskillaattorin täydellinen toiminta (jälkeensuunnittelulaskelmien tekeminen) on testata se koko lämpötila-alueella ja käyttöjännitteillä.Jotkut kristallivalmistajat tarjoavat myös palveluja täsmälleen tämän tekemiseksi.Abracon on sellainen, jonka tiedän, ja nykyiset kustannukset ovat noin 800 USD, jotta yksi kide voidaan kuvata täydellisesti yhdessä sovelluspiirissä.

Värähtelyn ehto, kuten Andy mainitsee, on, että Barkhausenin kriteerit täyttyvät (vaiheensiirto silmukan ympärillä on 2 \ $ \ pi \ $: n integraalikertainen kerroin ja \ $ \ ge \ $ 1: n vahvistus).

Hyvä kristallivalmistaja antaa sinulle tarvitsemasi tiedot värähtelyn takaamiseksi, mutta puuttuu yksi kappale - CMOS-vahvistimen transkonduktanssi \ $ g_m \ $ - kuinka paljon lähtövirran muutosta saat annettu määrä tulojännitteen muutosta. IC-valmistajat eivät halua määritellä tätä (kyllä, olen pyytänyt suuria MCU-valmistajia). Se muuttuu tietenkin lämpötilan mukaan ja vaihtelee yksiköittäin. Lopputuloksena on, että kukaan (paitsi sinä) jumittuu ja takaa, että tuotteesi toimii todella ulkoisen kiteen kanssa.

Ehdotan, että luet tämän teknisen huomautuksen ja viitatut materiaalit aloittelijoille. On ainakin yksi koko kirja omistettu kideoskillaattoreille.

Sikäli kuin kuormituskondensaattorit menevät, antamasi yhtälöt ovat yhtä suuret (toinen olettaa, että kondensaattoreilla on sama arvo). Jos haluat, että kide värähtelee mahdollisimman lähellä merkittyä taajuutta, keskimäärin sovitat kokonaiskuormituskapasitanssin siihen, mitä xtal-valmistaja on määritellyt määrittelemällä kaksi kondensaattoria (yleensä ne ovat molemmat samanarvoisia, joten sinulla on vain yksi vapausaste). Jos kondensaattorit aiheuttavat oskillaattorin epäluotettavuuden, valitse toinen kide tai erilainen siru tai elävät pienellä taajuusvirheellä. Tai määritä kideoskillaattorimoduuli ja siirrä riski ulkopuoliselle toimittajalle.

Ei kuulu kysymykseesi, mutta suurin käyttöteho on myös tekijä, joka on tarkistettava, etenkin pienemmillä kiteillä ja haarukkakiteillä.Vanhemmat kiteet voisivat usein viedä 1 mW tehoa, mutta pienemmillä uusilla on paljon pienemmät maksimit.Usein sarjavastus (lähtöstä) on hyödyllinen taajuusmuuttajan tehon vähentämiseksi, mutta tietysti se vähentää vahvistusta, joten jossain arvossa oskillaattori ei käynnisty.