Tengo una aplicación de base con un cristal de alimentación XTAL1 y XTAL2 en un procesador (similar a la de abajo). Cuando miro la señal en XTAL1 y XTAL2 son ondas sinusoidales.
¿No deberían ser las ondas cuadradas?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Este circuito no es un circuito digital. De hecho, es bastante matemáticamente complicado no lineal del circuito analógico con control automático de ganancia con la auto-sostenible modo de oscilación. Es llamado un "oscilador de Pierce".
La frecuencia de las oscilaciones es definido por una fuerte pendiente de la electromecánico resonador (cristal), mientras que el control de ganancia se basa en la dependencia de la entrada de voltaje DC bias - si la DC bias (C1) es demasiado bajo a la tierra o muy cerca a Vde cc, la ganancia es baja. El lineal de ganancia es más alta en algún lugar entre la tierra y el carril de energía.
El (normalmente interna) bias resistor R1 juega un rol crucial en el oscilador. El valor típico de ella en CMOS de implementaciones es de alrededor de 1 MOhm. Junto con el C1 se forma un filtro de paso bajo, el cual se integra a la salida y proporciona una variable de desplazamiento DC dependiendo ligera asimetría de la señal de salida, incluso si la salida se pone a la saturación (ferrocarril de limitación).
Como resultado, podría ser una variedad de la señal de formas más o menos distorsión no lineal en Xout y Xin, dependiendo del inversor bruto de ganancia y los parámetros del cristal resonador y la carga de los condensadores. Con una muy baja ganancia y en el borde de la auto-oscilaciones, las señales serán casi sinusoidal, mientras que a mayor ganancia de la salida de aciertos de la tensión de tren y se puede casi rectangular. El arte de hacer Pierce osciladores es proporcionar algunos golden trade-off entre rectangular de salida y sinusoidal, con una buena estabilidad de todo el circuito a la temperatura y a las variaciones de voltaje.
En este artículo se aborda una de MEMS resonador, no de cristal de cuarzo, pero las ideas son las mismas. Este es un ejemplo de cómo el circuito se inicia y se desplaza hacia el estado estacionario:
Henry Crun
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El cristal (+C1/C2) es un muy estrecho ancho de banda resonador/filtro. Sólo la frecuencia fundamental puede pasar a través de él.
Las ondas sinusoidales son una sola y pura frecuencia, por Lo que es una onda sinusoidal.
Las ondas cuadradas son cuadrados, por todos los armónicos impares de llenar la joroba hasta que el seno se convierte en plaza. No Armónicos = No Cuadrada
[Nota cristales tienen, en efecto, "armónicos" llamados armónicos, pero son un poco fuera de frquency el uno del otro, por lo que los armónicos de la frecuencia fundamental, no llegan a alcanzar la 3ª entonada, etc]
Otro punto de vista es que el cristal es como las ruedas de una bicicleta rodando por la carretera. El CMOS de invertor de conducción, es como los pies y las piernas. Ahora usted puede "puñalada" a los pedales, y tratar de hacer el movimiento de una onda cuadrada, si quería. Pero los pedales sólo se va a dar vueltas y vueltas sin problemas independientemente, debido a que el efecto de volante es tan grande. El cristal es como un enorme volante suavemente y sinusoidalmente rodando.
El cristal es realmente como un pesado volante de inercia. Si de repente se desconecta la unidad, la señal tardará miles de ciclos de morir. Al activar el oscilador, toma miles de ciclos para empezar, poco a poco la construcción de amplitud. Esta es la razón por la que su procesador tiene un "oscilador de inicio del temporizador"
Alex Andronov
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Un cristal de convertir energía eléctrica en energía mecánica y viceversa. Es capaz de hacer esto de manera eficiente cuando se maneja con una forma de onda sinusoidal de una frecuencia en particular. Conducir con cualquier otra cosa será el resultado de la conversión de una fracción mayor de la energía en calor o de la degradación mecánica.
Mientras que sería posible para un procesador a la salida de una onda cuadrada para el cristal, este sería el resultado en el cristal de la generación de más calor y estar sometidos a más estrés de la conducción con algo más cerca de una forma de onda sinusoidal. Además, si el propósito de un pin es el de servir como salida de un oscilador de cristal, un pequeño transistor que no es lo suficientemente fuerte como para obligar a que el voltaje en el pin para cambiar al instante puede ser bastante barato en comparación con un transistor que es lo suficientemente potente como para la fuerza de la unidad de una onda cuadrada.
Nota, por cierto, que en la mayoría de los casos el procesador no poner mucha energía en el cristal, y la forma senoidal no está dominada por la energía que fluye desde el procesador en el cristal, sino por la energía que reiteradamente que fluye desde el cristal en el adjunto de tapas y de vuelta otra vez.
J.B.
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Aunque la señal es una onda sinusoidal, el pin tiene una tensión umbral. Por debajo de este umbral será un 0, y por encima de ella leerá un 1. Esto es generalmente una consecuencia de circuitos internos.
Por encima del umbral, el pin se registra un 1. El pin tiene un rango de voltajes que puede funcionar con regularidad, así que incluso si el voltaje de un '1' cambios, digamos, de 3.31 a 3.35 voltios, durante el pico de la onda sinusoidal, que funcionará en la forma deseada.
Así, el pin va de funcionar como un 0 a funcionar como un 1, a pesar de que el voltaje varía ligeramente. Por supuesto, el exceso de voltaje, y comenzará a operar en formas inesperadas, generalmente dañar el chip.
ozmank
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El cristal es utilizado como un muy alto Q estrecho filtro de paso de banda de 180 grados de desfase, el inversor podrá forzar a oscilar a la saturación de un nivel de lógica de onda cuadrada.
Por lo que el inversor de entrada es una onda sinusoidal como resultado de la filtración de todos los armónicos de la onda cuadrada.
