ការពន្យល់លម្អិតនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗសម្រាប់ Quartz Crystal Oscillators
ឧបករណ៍លំយោលគ្រីស្តាល់រ៉ែថ្មខៀវ (QCOs) ប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពល piezoelectric នៃគ្រីស្តាល់រ៉ែថ្មខៀវដើម្បីបង្កើត-ប្រេកង់លំយោលដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ និងបម្រើជាប្រភពចម្បងនៃសញ្ញានាឡិកានៅក្នុងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច។ សំណុំប៉ារ៉ាម៉ែត្ររបស់ពួកគេរួមមានលក្ខណៈប្រេកង់ ឧបសគ្គអគ្គិសនី កត្តាគុណភាព និងស្ថេរភាពរយៈពេលវែង។ ការយល់ដឹងហ្មត់ចត់អំពីអត្ថន័យ និងទំនាក់ទំនងគ្នាទៅវិញទៅមកនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទាំងនេះគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការជ្រើសរើសត្រឹមត្រូវ និងការអនុវត្តដែលអាចទុកចិត្តបាន។
- ប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រេកង់
1.Nominal Frequency:ប្រេកង់បន្ទាប់បន្សំ គឺជាតម្លៃប្រេកង់ជាក់លាក់ដែលកំណត់ក្នុងលក្ខណៈជាក់លាក់នៃសមាសធាតុគ្រីស្តាល់។ វាតំណាងឱ្យប្រេកង់ប្រតិបត្តិការដ៏ល្អដែលរំពឹងទុកក្នុងអំឡុងពេលការរចនាសៀគ្វី និងការជ្រើសរើសសមាសភាគ។
2.Frequency Tolerance: ការអត់ធ្មត់ប្រេកង់សំដៅទៅលើគម្លាតដែលអាចអនុញ្ញាតបានអតិបរមានៃប្រេកង់ប្រតិបត្តិការជាក់ស្តែងពីប្រេកង់បន្ទាប់បន្សំនៅសីតុណ្ហភាពយោងជាធម្មតា 25 ដឺក្រេ។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានបញ្ជាក់ជា ppm (ផ្នែកក្នុងមួយលាន)។
3.ស្ថេរភាពប្រេកង់លើសីតុណ្ហភាព៖ស្ថេរភាពប្រេកង់លើសីតុណ្ហភាពសំដៅទៅលើការផ្លាស់ប្តូរដែលអាចអនុញ្ញាតបានក្នុងប្រេកង់ប្រតិបត្តិការនៅទូទាំងជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការដែលបានបញ្ជាក់ ទាក់ទងទៅនឹងប្រេកង់នៅសីតុណ្ហភាពយោង។
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះកំណត់ថាតើប្រេកង់របស់គ្រីស្តាល់មានស្ថេរភាពយ៉ាងណានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខុសៗគ្នា។ វាមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់កម្មវិធីដែលត្រូវការប្រតិបត្តិការមានស្ថេរភាពលើជួរសីតុណ្ហភាពធំទូលាយ ដូចជាឧបករណ៍ឧស្សាហកម្ម និងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់រថយន្ត។
4.ប្រេកង់ Resonance (FR):វាគឺជាប្រេកង់ទាបនៃប្រេកង់ទាំងពីរដែល impedance នៃសមាសធាតុគ្រីស្តាល់ក្លាយទៅជាធន់ទ្រាំសុទ្ធសាធក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់។
នៅពេលដែលឥទ្ធិពលនៃ capacitance ឋិតិវន្ត C0 មិនត្រូវបានគេយកមកពិចារណានោះ FR គឺប្រហែលស្មើនឹងប្រេកង់ resonance ស៊េរី (Fs) ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយ C1 និង dynamic inductance L1 របស់គ្រីស្តាល់។
FR តំណាងឱ្យចំណុចអាំងតង់ស៊ីតេខាងក្នុងរបស់គ្រីស្តាល់ ហើយត្រូវបានពិចារណាជាទូទៅក្នុងការរចនាកាត់បន្ថយ និងកែតម្រូវប្រេកង់សម្រាប់-លំយោលស្ថេរភាពខ្ពស់។
5.Load Resonance Frequency (FL):វាគឺជាប្រេកង់ដែល impedance រួមបញ្ចូលគ្នានៃសមាសធាតុគ្រីស្តាល់ និង capacitance ផ្ទុកដែលបានបញ្ជាក់ក្លាយជា resistive។ សម្រាប់គ្រីស្តាល់ដែលបានតភ្ជាប់ជាស៊េរី FL គឺជាប្រេកង់ទាប។ សម្រាប់គ្រីស្តាល់ដែលតភ្ជាប់ស្របគ្នា វាជាប្រេកង់ខ្ពស់ជាង។
នៅក្នុងសៀគ្វីជាក់ស្តែង គ្រីស្តាល់ជាធម្មតាដំណើរការនៅ FL ជាជាង FR ។ តម្លៃនៃសមត្ថភាពផ្ទុក (CL) ប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់រវាង FL និង FR ដែលធ្វើឱ្យវាជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់ការលៃតម្រូវប្រេកង់ និងការលៃតម្រូវ។
- ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអគ្គិសនីនិង impedance
1.Equivalent Series Resistance (ESR/R1):វាគឺជាតម្លៃធន់ទ្រាំនៃសាខាស៊េរីសមមូលរបស់គ្រីស្តាល់ និងជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់វាយតម្លៃការបាត់បង់គ្រីស្តាល់។
ESR ទាបជាទូទៅបង្ហាញពីកត្តា Q ខ្ពស់ជាង ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែងាយស្រួលសម្រាប់សៀគ្វីលំយោលដើម្បីចាប់ផ្តើមលំយោល និងជួយសម្រេចបាននូវស្ថេរភាពប្រេកង់កាន់តែប្រសើរ។
គ្រីស្តាល់ដែលមានកញ្ចប់តូចជាងជាធម្មតាមានតម្លៃ ESR ខ្ពស់ជាង។ នៅពេលជ្រើសរើសគ្រីស្តាល់ ESR អតិបរមាដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខណៈជាក់លាក់គួរតែត្រូវបានប្រើជាឧបសគ្គនៃការរចនា។
2. Resonance Resistance (RR)៖ វាសំដៅទៅលើភាពធន់ស្មើគ្នានៃគ្រីស្តាល់នៅប្រេកង់ resonance របស់វា។នៅពេលដែលឥទ្ធិពលនៃសមត្ថភាពឋិតិវន្ត C0 ត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ RR គឺប្រហែលស្មើនឹង ESR។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះប៉ះពាល់ដល់ទំហំលំយោលរបស់គ្រីស្តាល់ និងការចាប់ផ្តើមលំយោល-រឹមឡើងនៃសៀគ្វី។
3.Load Resonance Resistance (RL): វាគឺជាភាពធន់នៃគ្រីស្តាល់នៅពេលដែលវាត្រូវបានភ្ជាប់ជាស៊េរីជាមួយនឹងសមត្ថភាពខាងក្រៅដែលបានបញ្ជាក់ និងដំណើរការនៅប្រេកង់ផ្ទុកបន្ទុក (FL)។តម្លៃនៃ RL ប្រែប្រួលជាមួយនឹងបន្ទុកផ្ទុក CL ហើយតែងតែធំជាង ESR ។
4.Shunt Capacitance (C0): វាគឺជា capacitance នៅក្នុងសាខាឋិតិវន្តនៃសៀគ្វីសមមូលរបស់គ្រីស្តាល់។ វាពឹងផ្អែកជាចម្បងលើកត្តាដូចជាតំបន់អេឡិចត្រូត កម្រាស់គ្រីស្តាល់ និងដំណើរការផលិត ហើយជាទូទៅនៅក្នុងជួរនៃ Picofarads (pF) មួយចំនួន។ C0 ប៉ះពាល់ដល់ជួរទាញប្រេកង់ និងការផ្គូផ្គងសមត្ថភាពខាងក្រៅនៃសៀគ្វីលំយោល។
5. ថាមវន្ត capacitance (C1) និង dynamic Inductance (L1):នៅក្នុងដៃថាមវន្តនៃសៀគ្វីសមមូល។ C1 អាស្រ័យទៅលើផ្ទៃអេឡិចត្រូត ភាពស្របគ្នានៃ wafer និងការផាកពិន័យ-ចំនួនលៃតម្រូវ ហើយជាធម្មតានៅលើមាត្រដ្ឋាន femtofarad (fF) ។ L1 និង C1 រួមគ្នាកំណត់ប្រេកង់ resonance ស៊េរី Fr=1/(2π√(L1·C1)))។ចាប់តាំងពី C1 មានទំហំតូចខ្លាំង ការរំខានដល់ប្រេកង់ដែលបង្កឡើងដោយ stray capacitance នៅក្នុងសៀគ្វីមិនអាចមិនអើពើបានទេ។
6.Load Capacitance (CL):រួមជាមួយនឹងធាតុគ្រីស្តាល់ នេះកំណត់តម្លៃសមត្ថភាពខាងក្រៅដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ប្រេកង់ផ្ទុក FL ។ តម្លៃ CL ដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងសន្លឹកទិន្នន័យតំណាងឱ្យទាំងលក្ខខណ្ឌសាកល្បង និងលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការ។ តម្លៃទូទៅគឺ 10 pF, 15 pF, 20 pF, ឬ ∞ (ដែល ∞ បង្ហាញពីរបៀប resonance ស៊េរី ដែលមិនត្រូវការ capacitance ខាងក្រៅ) ។ គម្លាតជាក់ស្តែងនៅក្នុង CL (ឧ, ± 0.5 pF) អាចបណ្តាលឱ្យមានកំហុសប្រេកង់ចាប់ពីពីរបី ppm ដល់ជាងដប់ ppm; ដូច្នេះ CL គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រមួយក្នុងចំណោមប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលទាមទារការផ្ទៀងផ្ទាត់យ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នបំផុតក្នុងអំឡុងពេលជ្រើសរើសសមាសភាគ។
- កត្តាគុណភាព និងស្ថេរភាពប្រេកង់
1.កត្តាគុណភាព (Q-កត្តា):ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាកត្តា Q-មេកានិច វាឆ្លុះបញ្ចាំងពីសមាមាត្រនៃថាមពលដែលបាត់បង់ដោយឧបករណ៍បំពងសំឡេង។ កត្តា Q-គឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹង ESR៖ កាន់តែ ESR កាន់តែខ្ពស់ កត្តា Q-កាន់តែទាប ដែលបណ្តាលឱ្យការប្រើប្រាស់ថាមពលកើនឡើង និងការប្រែប្រួលប្រេកង់កាន់តែច្រើន។ កត្តា Q-កាន់តែខ្ពស់ ភាពបរិសុទ្ធនៃប្រេកង់កាន់តែប្រសើរ និងស្ថេរភាពរយៈពេលវែង-។ Q-កត្តានៃ-លំយោលគ្រីស្តាល់ស្ថេរភាពខ្ពស់អាចឈានដល់រាប់ម៉ឺននាក់ ឬច្រើនជាងនេះ។
2.Frequency Stability:នេះសំដៅទៅលើបំរែបំរួលសរុបនៅក្នុងប្រេកង់ទិន្នផលរបស់ Crystal Oscillator ដែលបណ្តាលមកពីលក្ខខណ្ឌខាងក្រៅ (ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ការប្រែប្រួលវ៉ុលផ្គត់ផ្គង់ថាមពល ការប្រែប្រួលនៃបន្ទុក និងភាពចាស់)។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភេទរង-ដូចជា ស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាព ស្ថេរភាពវ៉ុល និងស្ថេរភាពនៃការផ្ទុក ហើយបម្រើជាសូចនាករសំខាន់សម្រាប់វាយតម្លៃដំណើរការរបស់គ្រីស្តាល់នៅក្នុងប្រព័ន្ធជាក់ស្តែង។
3. អត្រានៃភាពចាស់:នេះសំដៅទៅលើការរសាត់នៃប្រេកង់ដែលបណ្តាលមកពីការវិវត្តន៍នៃវត្ថុធាតុដើមគ្រីស្តាល់ និងដំណើរការផលិតតាមពេលវេលាក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលបានបញ្ជាក់ (ជាធម្មតាត្រូវបានវាស់វែងជាឆ្នាំ)។ មិនមានលក្ខខណ្ឌតេស្តស្តង់ដារសម្រាប់អត្រានៃភាពចាស់ទេ។ ក្រុមហ៊ុនផលិតជាទូទៅត្រួតពិនិត្យវាតាមរយៈការយកគំរូចៃដន្យ ហើយឯកតាបុគ្គលមួយចំនួនអាចលើសពីតម្លៃបន្ទាប់បន្សំ។ សម្រាប់កម្មវិធីដែលមានភាពជាក់លាក់ វាត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ឱ្យពិគ្រោះជាមួយក្រុមហ៊ុនផលិតដើម្បីកំណត់អត្រានៃភាពចាស់ដែលត្រូវបានធានា និងពិធីការសាកល្បង។
- ថាមពលដ្រាយ
ថាមពលរបស់ Drive សំដៅទៅលើថាមពលដែលប្រើប្រាស់ដោយសមាសធាតុគ្រីស្តាល់នៅក្នុងសៀគ្វីលំយោលជាក់ស្តែង ដែលវាស់វែងជាមីក្រូវ៉ាត់ (μW)។ ថាមពលដ្រាយខ្លាំងពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានប្រេកង់រសាត់ ឬសូម្បីតែធ្វើឱ្យខូចគ្រីស្តាល់ ខណៈដែលថាមពលដ្រាយទាបខ្លាំងពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានលំយោលដែលមិនគួរឱ្យទុកចិត្ត។ សន្លឹកទិន្នន័យបញ្ជាក់កម្រិតដ្រាយដែលបានណែនាំ (ឧទាហរណ៍ 100 μW); កំឡុងពេលរចនា ថាមពលពិតប្រាកដគួរតែត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងចន្លោះដែលអាចអនុញ្ញាតបាន ដោយកែតម្រូវការកើនឡើងនៃសៀគ្វីលំយោល ឬបន្ថែមចរន្តខាងក្រៅ-ឧបករណ៍ទប់ទល់ដែនកំណត់។
- ការពិចារណាសំខាន់ៗសម្រាប់ការជ្រើសរើស
កំណត់ប្រេកង់បន្ទាប់បន្សំ និងសមត្ថភាពផ្ទុក CL (ដែលត្រូវនឹងតម្រូវការរបស់ MCU ឬបន្ទះឈីប RF)។ ជ្រើសរើសសីតុណ្ហភាពសមរម្យ-ប្រេកង់រសាត់ដោយផ្អែកលើជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ (កម្រិតអ្នកប្រើប្រាស់៖ ±20 ដល់ ±50 ppm; ថ្នាក់ឧស្សាហកម្ម ឬរថយន្តទាមទារការអត់ធ្មត់កាន់តែតឹងរ៉ឹង)។
យកចិត្តទុកដាក់លើតម្លៃ ESR អតិបរមា; ជាពិសេសនៅពេលប្រើកញ្ចប់តូចៗ (ដូចជា 3225 ឬ 2016) សូមផ្ទៀងផ្ទាត់រឹមលំយោលតាមរយៈការគណនា។
សម្រាប់-កម្មវិធីដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ (ដូចជាការធ្វើសមកាលកម្មទំនាក់ទំនង និងឧបករណ៍សាកល្បង) សូមវាយតម្លៃយ៉ាងទូលំទូលាយនូវស្ថេរភាពប្រេកង់ និងអត្រានៃភាពចាស់។
ក្នុងអំឡុងពេលប្លង់ PCB សូមរក្សាដាននៃគ្រីស្តាល់លំយោលឱ្យខ្លីតាមដែលអាចធ្វើបាន ដាក់ឧបករណ៍បំប្លែងចរន្តអគ្គិសនីឱ្យជិតទៅនឹងម្ជុលគ្រីស្តាល់ ហើយជៀសវាងការភ្ជាប់ជាមួយសញ្ញាឌីជីថលប្រេកង់ខ្ពស់ -។
- សង្ខេប៖
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានរាយខាងលើមានទំនាក់ទំនងគ្នា និងជាសមូហភាពកំណត់ដំណើរការជាក់ស្តែងនៃគ្រីស្តាល់លំយោលនៅក្នុងសៀគ្វីគោលដៅ។ ការយល់ដឹង និងការអនុវត្តយ៉ាងត្រឹមត្រូវនូវលក្ខណៈជាក់លាក់ទាំងនេះជួយធានាបាននូវការរចនានាឡិកាដែលអាចទុកចិត្តបាន និងត្រឹមត្រូវ។