Zarówno rezonatory ceramiczne, jak i kryształy kwarcu działają na tej samej zasadzie: wibrują mechanicznie, gdy do nich zostanie przyłożony sygnał prądu przemiennego. Kryształy kwarcu są bardziej dokładne i stabilne temperaturowo niż rezonatory ceramiczne. Rezonator lub sam kryształ ma dwa połączenia. Po lewej stronie kryształu, po prawej rezonator ceramiczny.
Jak mówisz, oscylator potrzebuje dodatkowych komponentów, dwóch kondensatorów. Aktywną częścią, która sprawia, że oscylator działa, jest wzmacniacz, który dostarcza energię, aby utrzymać oscylację w ruchu.
Niektóre mikrokontrolery mają oscylator niskiej częstotliwości dla kryształu 32,768 kHz, który często ma wbudowane kondensatory, tak że potrzebujesz tylko dwóch połączeń dla kryształu (po lewej). Większość oscylatorów wymaga jednak kondensatorów zewnętrznie, a następnie masz połączenia: wejście ze wzmacniacza, wyjście do wzmacniacza i uziemienie kondensatorów. Rezonator z trzema pinami ma zintegrowane kondensatory.
Funkcja kondensatorów: aby oscylować w zamkniętej pętli wzmacniacz-kryształ musi mieć całkowite przesunięcie fazowe o 360 °. Wzmacniacz odwraca się, więc to 180 °. Wraz z kondensatorami kryształ dba o pozostałe 180 °.
edytuj
Kiedy włączysz oscylator kwarcowy, to tylko wzmacniacz, nie uzyskasz jeszcze żądanej częstotliwości. Jedyną rzeczą, jaką jest hałas o niskim poziomie w szerokim paśmie. Oscylator wzmacnia ten hałas i przepuszcza go przez kryształ, na który ponownie wchodzi do oscylatora, który wzmacnia go ponownie i tak dalej. Czy nie powinno to powodować zbyt dużego hałasu? Nie, właściwości kryształu są takie, że będzie on przekazywał tylko bardzo niewielką ilość szumu wokół częstotliwości rezonansowej. Cała reszta zostanie osłabiona. W końcu pozostaje tylko częstotliwość rezonansowa, a następnie oscylujemy.
Możesz to porównać z trampoliną. Wyobraź sobie grupę dzieci skaczących na nią losowo. Trampolina niewiele się porusza, a dzieci muszą się wysilić, aby skoczyć zaledwie 20 cm w górę. Ale po pewnym czasie zaczną się synchronizować, a trampolina podąży za skokiem. Dzieci będą skakać coraz wyżej przy mniejszym wysiłku. Trampolina będzie oscylować przy częstotliwości rezonansowej (około 1 Hz) i ciężko będzie skakać szybciej lub wolniej. To częstotliwości, które zostaną odfiltrowane.
Dziecko skaczące na trampolinie jest wzmacniaczem, dostarcza energię, aby utrzymać oscylację.
Dalszy odczyt
MSP430 32 kHz oscylatory kwarcowe