XTAL1 और XTAL2 पर साइन एक साइन वेव (स्क्वायर नहीं) क्यों है?

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मेरे पास एक प्रोसेसर (नीचे के समान) पर XTAL1 और XTAL2 खिलाकर क्रिस्टल का मूल कार्यान्वयन है। जब मैं XTAL1 और XTAL2 पर सिग्नल को देखता हूं तो वे साइन वेव होते हैं।

क्या उन्हें चौकोर तरंगें नहीं मिलनी चाहिए?

microcontroller crystal waveform

— ToddB
स्रोत

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आपको क्यों लगता है कि उन्हें चौकोर तरंगें चाहिए?

— चूल्हा

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क्योंकि यह एक डिजिटल सर्किट है, मुझे नहीं लगता कि प्रोसेसर गैर-वर्ग (आयताकार, आदि) तरंगों से निपट सकता है। यह इसे एक नाड़ी के रूप में कैसे पहचानता है?

— टॉडबी २ Tod

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ठीक है, आपको शायद पता होना चाहिए कि एक भौतिक सर्किट में एक पूर्ण वर्ग तरंग असंभव है।

— यूजीन श।

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@EugeneSh।, मुझे नहीं लगता कि 'स्क्वायर वेव' शब्द की व्याख्या काफी शाब्दिक रूप से की जानी चाहिए

— टोनीएम

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MCU ज्यादातर डिजिटल हो सकता है, लेकिन ऑसिलेटर सर्किट का क्रिस्टल वाला हिस्सा एक एनालॉग सर्किट होता है, डिजिटल नहीं। यह भी सावधान रहें कि एक गुंजाइश जांच के साथ एक थरथरानवाला सर्किट लोड करना यह कार्य करने में विफल हो सकता है; यदि आप 10x जांच का उपयोग करते हैं तो चीजें थोड़ी बेहतर होती हैं।

— क्रिस स्ट्रैटन

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यह सर्किट डिजिटल सर्किट नहीं है। वास्तव में, यह स्व-टिकाऊ दोलन मोड के साथ स्वत: लाभ नियंत्रण के साथ एक गणितीय रूप से जटिल गैर-रेखीय एनालॉग सर्किट है। इसे " पियर्स ऑसिलेटर " कहा जाता है ।

दोलनों की आवृत्ति को इलेक्ट्रोमैकेनिकल रेज़ोनेटर (क्रिस्टल) की एक तेज ढलान द्वारा परिभाषित किया जाता है, जबकि लाभ नियंत्रण डीसी पूर्वाग्रह वोल्टेज पर इनपुट की निर्भरता पर आधारित होता है - यदि डीसी पूर्वाग्रह (C1 पर) जमीन पर या बहुत कम है V _{cc के} करीब , लाभ कम है। जमीन और पावर रेल के बीच में रैखिक लाभ कहीं अधिक है।

(आमतौर पर आंतरिक) पूर्वाग्रह रोकनेवाला R1 थरथरानवाला में एक महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। CMOS कार्यान्वयन में इसका विशिष्ट मूल्य लगभग 1 MOhm है। सी 1 के साथ मिलकर यह एक कम-पास फिल्टर बनाता है, जो आउटपुट को एकीकृत करता है और आउटपुट सिग्नल की थोड़ी सी विषमता के आधार पर एक चर डीसी ऑफसेट प्रदान करता है, भले ही आउटपुट संतृप्ति (रेल लिमिटिंग) को मिलता है।

नतीजतन, इन्वर्टर के कच्चे लाभ और क्रिस्टल रेज़ोनेटर और लोडिंग कैपेसिटर के मापदंडों के आधार पर, ज़ाउट और ज़िन पर अधिक या कम गैर-रेखीय विरूपण के साथ विभिन्न प्रकार के संकेत आकार हो सकते हैं। बहुत कम लाभ के साथ और आत्म-दोलन के कगार पर, संकेत लगभग साइनसोइडल होंगे, जबकि उच्च लाभ पर आउटपुट वोल्टेज रेल से टकराएगा और लगभग आयताकार हो सकता है। पियर्स ऑसिलेटर्स बनाने की कला आयताकार आउटपुट और साइनसोइडल वन के बीच कुछ सुनहरा व्यापार बंद करने के लिए है, पूरे सर्किट की अच्छी स्थिरता के साथ तापमान और वोल्टेज विविधताओं के लिए।

यह लेख एक एमईएमएस अनुनाद से संबंधित है, न कि क्वार्ट्ज क्रिस्टल, लेकिन विचार समान हैं। यह एक उदाहरण है कि सर्किट कैसे शुरू होता है और स्थिर स्थिति में बह जाता है:

— Ale..chenski
स्रोत

मुझे पता है, मुझे पता है, बहुत से लोग नग्न blurb पर विश्वास नहीं कर सकते हैं, इसलिए सब कुछ स्वतंत्र सबूत द्वारा समर्थित होना चाहिए। तो जोड़ है। अगर मुझे कोई और सीधे लेख मिलते हैं, तो मैं बाद में पोस्ट करूंगा।

— अले..छेंस्की

यह भी देखें / सेवाएं

— ।eng.uts.edu.au

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क्रिस्टल (+ C1 / C2) एक बहुत ही संकीर्ण बैंडविड्थ प्रतिध्वनि / फिल्टर है। केवल मौलिक आवृत्ति इसके माध्यम से फिट हो सकती है।

साइन लहरें एक एकल शुद्ध फ्रीकंसी हैं, इसलिए यह एक साइन लहर है।

चौकोर तरंगों को चौकोर बनाया जाता है, जब तक कि साइन चौकोर नहीं हो जाता, तब तक सभी विषम हार्मोनिक्स द्वारा कूबड़ को बाहर निकाला जाता है। नो हार्मोनिक्स = स्क्वायर नहीं

[ध्यान दें कि क्रिस्टल वास्तव में "हार्मोनिक्स" होते हैं जिन्हें ओवरटोन कहा जाता है , लेकिन वे एक-दूसरे से थोड़ी दूर होते हैं, इसलिए मौलिक के हार्मोनिक्स 3rd ओवरटोन आदि को नहीं मारते हैं]

एक और दृश्य यह है कि क्रिस्टल सड़क पर लुढ़कती हुई साइकिल के पहियों की तरह है। CMOS ड्राइविंग इनवर्टर, आपके पैरों और पैरों की तरह है। अब आप पैडल पर "छुरा" मार सकते हैं, और यदि आप चाहते हैं तो आंदोलन को एक चौकोर लहर बनाने की कोशिश करें। लेकिन पैडल बस बिना किसी परवाह के आसानी से गोल-गोल घूमते जा रहे हैं, क्योंकि फ्लाईव्हील का प्रभाव इतना बड़ा है। क्रिस्टल एक विशाल चक्का की तरह होता है जो सुचारू रूप से और चारों ओर से घूमता हुआ होता है।

क्रिस्टल वास्तव में एक भारी चक्का की तरह है। यदि आप अचानक ड्राइव को डिस्कनेक्ट करते हैं, तो सिग्नल हजारों चक्रों को दूर ले जाएगा। जब आप थरथरानवाला चालू करते हैं, तो शुरू करने के लिए हजारों चक्र लगते हैं, धीरे-धीरे आयाम बनाते हैं। यही कारण है कि आपके प्रोसेसर में "ऑसिलेटर स्टार्टअप टाइमर" है

— हेनरी क्रून
स्रोत

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एक क्रिस्टल विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में बदल देगा और इसके विपरीत। किसी विशेष आवृत्ति के साइनसोइडल तरंग के साथ संचालित होने पर यह कुशलतापूर्वक करने में सक्षम है। इसे किसी और चीज के साथ चलाने से परिणामी ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा गर्मी या यांत्रिक गिरावट में परिवर्तित हो जाएगा।

जबकि एक प्रोसेसर के लिए क्रिस्टल के लिए एक चौकोर तरंग का उत्पादन करना संभव होगा, इसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल अधिक गर्मी पैदा करेगा और इसे साइनसॉइडल वेवफॉर्म के करीब कुछ के साथ ड्राइव करने की तुलना में अधिक तनाव के अधीन होगा। इसके अलावा, अगर एक पिन का उद्देश्य एक क्रिस्टल थरथरानवाला के उत्पादन के रूप में सेवा करना है, तो एक छोटा ट्रांजिस्टर जो पर्याप्त रूप से बदलने के लिए पिन पर वोल्टेज को मजबूर करने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है, एक ट्रांजिस्टर के साथ तुलना में काफी सस्ता हो सकता है जो काफी शक्तिशाली है जबरन एक चौकोर लहर चलाओ।

ध्यान दें, संयोग से, कि ज्यादातर मामलों में प्रोसेसर क्रिस्टल में बहुत अधिक शक्ति नहीं डाल रहा है, और साइनसॉइडल आकार उस ऊर्जा पर हावी नहीं होता है जो प्रोसेसर से क्रिस्टल में बह रहा है, बल्कि ऊर्जा द्वारा बार-बार बह रही है। संलग्न टोपी में क्रिस्टल और फिर से वापस।

— supercat
स्रोत

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इतना ही नहीं: एक शक्तिशाली चौकोर के साथ एक क्रिस्टल को

— उखाड़ फेंकना

@rackandboneman: इसका मतलब है कि मैं लागू ऊर्जा को यांत्रिक क्षरण में परिवर्तित करने का मतलब है। ईएमआई एक और विचार है, लेकिन मुख्य बिंदु यह हो सकता है कि क्रिस्टल को कमजोर रूप से चलाने के लिए एक छोटे ट्रांजिस्टर का उपयोग करना एक चौकोर लहर को मजबूर करने के लिए एक बड़े का उपयोग करने की कोशिश से बेहतर और सस्ता दोनों है।

— सुपरकैट

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भले ही संकेत एक साइन लहर है, पिन में एक दहलीज वोल्टेज है। इस दहलीज के नीचे यह एक 0 होगा, और इसके ऊपर 1 पढ़ा जाएगा। यह आमतौर पर आंतरिक सर्किटरी का एक परिणाम है।

दहलीज के ऊपर, पिन 1. रजिस्टर करेगा। पिन में वोल्टेज की एक सीमा होती है, जिसे वह नियमित रूप से कार्य कर सकता है, इसलिए भले ही '1' का वोल्टेज बदलता हो, साइन लहर के चरम के दौरान 3.31 से 3.35 वोल्ट तक का। , यह वांछित तरीके से काम करेगा।

तो, पिन 1 से 1 के रूप में कार्य करने से चला जाता है, भले ही वास्तविक वोल्टेज थोड़ा भिन्न होता है। बेशक, बहुत अधिक वोल्टेज और यह अप्रत्याशित तरीके से काम करना शुरू कर देगा, आमतौर पर चिप को नुकसान पहुंचाएगा।

— एलेक्स बायर्स
स्रोत

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यह थोड़ा सुधार किया जा सकता है, एलेक्स। आपकी शब्दावली थोड़ी अजीब है और आपका उपयोगकर्ता प्रोफ़ाइल स्थान या पहली भाषा नहीं देता है। 'सक्रियण वोल्टेज' के लिए 'थ्रेशोल्ड वोल्टेज' का उपयोग करें। डायोड संदर्भ शायद मदद से अधिक भ्रम का कारण होगा। 'से पहले' के बजाय 'और' के बाद 'ऊपर' और 'नीचे' का उपयोग करें क्योंकि आप स्तर पर चर्चा कर रहे हैं और समय नहीं। पिन 0 तर्क स्तर पर कार्य करते हैं। अंत में, आपको वास्तविक प्रश्न को संबोधित करने की आवश्यकता है: " XTAL1 और XTAL2 पर साइन एक साइन वेव (स्क्वायर नहीं) क्यों है? " आपने इसे कवर नहीं किया। कृपया इसे प्रोत्साहन के रूप में स्वीकार करें।

— ट्रांजिस्टर

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क्रिस्टल को 180 डिग्री चरण की पारी के साथ एक बहुत ही उच्च क्यू संकीर्ण बैंड पास फिल्टर के रूप में उपयोग किया जाता है। पलटनेवाला इसे तर्क स्तर वर्ग तरंग की संतृप्ति के लिए दोलन करने के लिए मजबूर करेगा।

इसलिए इनवर्टर इनपुट वर्ग तरंग के सभी हार्मोनिक्स को छानने के परिणामस्वरूप साइन लहर है।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75
स्रोत

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यही कारण है कि साइन वेव, एक सीमित होने और आसानी से ढलान की गणना की, आंतरिक circuitry कि में कुछ शोर मंजिल के साथ करता है गुंजयमान यंत्र संकेत ऊपर वर्ग, एक उम्मीद के मुताबिक चरण शोर या समय घबराना कारण।

सूत्र का उपयोग करें

टी _जिटर = वी _शोर / स्लीवरेट

इस घड़ी स्रोत के समय के भटकने की भविष्यवाणी करने के लिए।

खबरदार कि किसी भी अन्य सर्किट केवल आगे घबराना जोड़ देगा। उसी सूत्र का उपयोग करें।

मान लें कि आपके साइन-टू-स्क्वायर सर्किट में 10 kohm Rnoise है। यह 12 नैनोवाल्ट्स / rtHz थर्मल रैंडम / जॉनसन / बोल्ट्समैन शोर घनत्व है। यदि बैंडविड्थ 100 मेगाहर्ट्ज है, तो कुल इनपुट शोर वोल्टेज 12 nV * sqrt (100 MHz) = 12 nV * 10 ^ 4 = 120 microvolts RMS है।

मान लें कि क्रिस्टल आवृत्ति 10 मेगाहर्ट्ज है, + -1 वोल्ट चोटी साइन आयाम के साथ। स्लीव रेट 1 V * 6.28 * 10 MHz = 63 वोल्ट / 1 है।

बढ़त घबराना क्या है? टी _जे = वी _शोर / स्लीवेट

टी _जे = १२० माइक्रोवोल्ट्स / (६३ वोल्ट / v एस) = २ पिकोसेकंड।

— analogsystemsrf
स्रोत

मैं नहीं देख सकता कि आप कैसे विश्वास कर सकते हैं कि यह ओपी को किसी भी तरह से मदद करेगा।

— पाइप

जैसा कि पहले पैराग्राफ में बताया गया है, XTAL पापों का उत्पादन करता है। यह मानने के लिए कि पूरी तरह से साफ किनारे के साथ, एक पूर्ण वर्ग तरंग बन जाती है , बहुत भ्रामक है। इस प्रकार मैंने समीकरण, और यह बताने के लिए एक उपयुक्त उदाहरण प्रदान किया है कि किनारे की घबराहट कभी शून्य नहीं होगी । इस प्रकार यह पाइप के लिए सहायक है?

— analogsystemsrf 16

घबराना के बारे में कौन पूछ रहा है?

— पाइप