¿Por qué se considera que los condensadores de cristal están en serie?

Hay dos aspectos de la capacidad de carga. Lo que el cristal ve es la capacitancia entre los dos extremos del cristal. Por lo general, el circuito del oscilador necesitará cierta capacidad entre un extremo del cristal y la tierra, pero eso tiene menos importancia para el cristal.

Si los dos extremos del cristal se movieran hacia arriba y hacia abajo de manera perfecta, y los capacitores de carga se dimensionaron de acuerdo con la relación inversa de las amplitudes, entonces la corriente que fluye de un capacitor a la tierra coincidirá exactamente con la corriente que fluye de la tierra al otro condensador, de manera que si uno desconecta la tierra pero deja los condensadores conectados entre sí, el funcionamiento del circuito no se verá afectado. En esa situación, sería obvio por qué el valor en serie de la capacitancia sería importante, porque la única capacitancia involucrada serían dos capacitores, en serie.

En la práctica, los dos extremos del cristal no oscilan con una diferencia de 180 grados, y los condensadores no están dimensionados para coincidir con la relación de amplitud, por lo que fluye una pequeña corriente de tierra en las tapas, pero generalmente es solo una pequeña parte de la corriente de límite total, por lo que el comportamiento dominante sigue siendo el de los dos límites en serie.

La rotación de este esquema muestra por qué se puede considerar que la capacidad a través del cristal se interpreta como en serie. La carga se mide a través de XTAL y no en relación con el suelo

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Es cierto que el diseño del estándar oscilador Pierce del bog se puede encontrar en appances / hojas de datos anticuadas utiliza capacitores iguales:

Peroesonoesloúnicoque posiblemente funcione , aunque Veo que la tapa izquierda en lugar de la derecha es la que queda fuera:

Noestásdiciendoquéfrecuenciaestásorientando...niquéamplificador/chipestásusando.Todoloque importa si desea diseñar el suyo propio en lugar de seguir algunas recomendaciones de libros de cocina.

Inclusolosenfoquesdediseño mucho más simple deben tener en cuenta al menos las capacidades de entrada y salida del amplificador utilizado:

Sicolocaunatapagrandesoloenunladodextal,peroenlaotrapartesolotieneunatapamuchomáspequeñadelacapacitanciadeentrada(osalida)desuamplificador,¿cuálserálacapacitanciatotal(enserie)?Probablementeserábastanteimpredecibleyestarádominadoporlapequeñacapacidad.

Aislarelxtaldeverpequeñascapacitanciasesunaformademejorarsuestabilidad(aunqueesteúltimoesquemararavezseusa,queyosepa).

Yvolviendoalaprimeraappnote:

  

Eldiseñodelosciladoresunarteimperfectoenelmejordeloscasos.Combinacionesde  Lastécnicasdediseñoteóricoyexperimentaldebenser  utilizado.

Asíquepruebaeltuyo[primeroenunsimuladordepreferencia]yluegoenlapizarrarealyvesivalelapenatratardeguardareselímite.

Ycomolascaracterísticasdelamplificador/controladorsonimportantes,tambiéntengaencuentaesteconsejodea Nota de ST :

  

Muchos fabricantes de cristal pueden verificar la compatibilidad del microcontrolador / par de cristal a pedido. Si se considera que el emparejamiento es válido, pueden proporcionar un informe que incluya los valores recomendados de CL1 y CL2, así como la medición de resistencia negativa del oscilador.

Finalmente, un desequilibrio entre estos límites es algunas veces introducido a propósito para aumente la tensión de salida del oscilador (para esto necesita hacer que quede uno más pequeño), pero esto también aumenta la disipación de potencia en el xtal:

No me parece útil considerar que los condensadores de cristal están conectados en serie. Ambos hacen trabajos similares pero actúan en diferentes partes del circuito. El primer condensador (y el más importante) se encuentra en la alimentación de retorno a la entrada del inversor: -

Laparteizquierdadelaimagendearribamuestrauncircuitoequivalentedeuncristalde10MHzjuntoconuncondensadorde20pF(C3)atierra.V1eslafuenteprincipaly,aladerecha,hetrazadolafrecuenciaylarespuestadefase.TengaencuentatambiénlapresenciadeR2(queexplicarémásadelante).

Conunpocomásde10MHz,elángulodefasedelcircuitoesdecasi180gradosyestoesimportanteporqueelcristalestásiendoimpulsadoporuninversor.Elinversorproduceuncambiodefasede180grados(tambiénconocidocomoinversión)yelcristalysuscondensadoresexternosproducenotros180grados,porlotanto,360gradosyretroalimentaciónpositiva.

Tambiénparamantenerlaoscilación,lagananciadebesermayorque1.Conrespectoalaimagendearriba,amuypocomásde10MHz,elcircuitoproduceganancia,esdecir,H(s)esmayorque1ylaoscilaciónocurrirásilaredhubieraproducido180cambiodefaseengrados.

¿Porquéagregarelcondensadoradicionalenelladodeconduccióndelcristal?

Estonosoloevitaqueelcristalseaimpulsadodemasiadofuertesinoquetambiénproducealgunosgradosadicionalesdedesplazamientodefaseypermitequeelcircuitooscile.Observelaresistenciade100ohmiosetiquetadacomoR2:limitalacorrientealcristal,peroelcondensadoradicionalatierraenestepuntoagregaráelcambiodefasenecesario.

Muchosdeloscircuitosdeosciladoresdecristalnomuestranestaresistenciaenserieporquehaceusodelaimpedanciadesalidanocerodelinversor.Siteníauninversorrelativamentepotente(capazdeconducirmuchasdecenasdemA),entoncessenecesitaunaresistenciaypiénselo.¿Quiénvaapegar20pFenlasalidabrutadeuninversorsincontemplarunaresistenciaenserie?

Preguntarelacionada: Diseñar un oscilador