Para un circuito de oscilador de cristal, ¿qué efecto tendría una resistencia en serie en la entrada del inversor?

Las preguntas son sobre la resistencia de 280 ohmios en la entrada. La imagen indica claramente que es "almohadilla ESD", y el valor "280" probablemente representa el modelo a tanto alzado de esta celda de almohadilla.

  

1. ¿Este "resistor" tiene algún efecto sobre la transconductancia (margen de ganancia) del diseño del circuito?
  

Sí, la resistencia generalmente reduce la ganancia general del amplificador (debido a la pequeña tapa parasitaria en la entrada interna del inversor), pero la pérdida de ganancia probablemente se compense en el diseño del inversor.

  

2. ¿Es probable que introduzca algún otro efecto que deba tenerse en cuenta en el diseño?
  

En realidad no, vea arriba.

  

3. ¿Habría alguna razón para diseñar deliberadamente una resistencia conectada a la entrada del inversor?
  

Este es solo un modelo para la protección ESD en el pin. Dado que la impedancia de entrada interna real es probable en un rango de mega-ohmios, los 280 ohmios no deberían tener mucho impacto. Incluso si la entrada del inversor tiene una capacitancia parasitaria de 1 pF, el corte RC estará en el área de ~ 3 Ghz, o bien fuera de la frecuencia de trabajo típica de 20-40 MHz

Por lo tanto, la resistencia de entrada no debe ser motivo de preocupación para el diseño general.

El cristal NO vibra en algunos armónicos. Es el único propósito del cristal proporcionar su inductancia para formar un paso bajo de tercer orden (Rext + rout) -CL2-L-CL1. Solo un paso bajo de este tipo puede, como se menciona en el comentario de Andy aka, proporcionar el cambio de fase requerido de 180 grados solo en una sola frecuencia.

(Un cristal de este tipo siempre puede usarse como una inductancia de Q alta en una frecuencia en algún lugar entre la frecuencia de resonancia en serie y en paralelo).

Junto con las propiedades de inversión del elemento activo, esto permite realizar la retroalimentación positiva requerida para la oscilación.

Observación: como el interrogador ha observado, en algunas notas de aplicación, hay una recomendación de usar una resistencia externa de este tipo, y algunas aplicaciones no están incluidas. La necesidad de una resistencia externa depende del elemento activo activo aplicado: en el caso de una pantalla con una resistencia de salida muy pequeña, siempre se necesita una resistencia externa, en contraste con el colector (drenaje) de un transistor en el que tenemos una salida finita Resistencia que puede ser explotada para formar el paso bajo de 3er orden.

En su diagrama superior, R _Ext hace dos cosas:

1. Reduce el nivel de unidad visto por el cristal. Algunos cristales pequeños están clasificados para niveles de transmisión bajos y pueden dañarse con una onda cuadrada de 5 V, por ejemplo.

   Observe la descripción para R _Ext . Incluso dice "R _Ext : resistencia externa para limitar la corriente de salida del inversor" .

2. Proporciona cierta impedancia mínima garantizada para que C _L2 trabaje en contra. A diferencia de lo que dice la mayoría de las referencias, C _L2 no es realmente un condensador de "carga" de cristal. Su trabajo es filtrar parte del contenido armónico que proviene de la salida del inversor.

   En el caso ideal, la salida del inversor tiene una impedancia de 0. En ese caso, un condensador en su salida no cambiará el voltaje en absoluto. C _L2 se vuelve irrelevante, y el cristal siempre es impulsado por la onda cuadrada que sale del inversor.

   R _Ext y C _L2 juntos forman un filtro de paso bajo que atenúa los armónicos en la salida del inversor. Después de todo, solo lo fundamental hace algo útil. Los cristales pueden vibrar en algunos armónicos. Si la ganancia del bucle está por encima de la unidad en cualquiera de estos armónicos, entonces todo el oscilador podría funcionar a esa frecuencia. En algunos casos, este efecto se aprovecha deliberadamente para ejecutar el cristal en modo "armónico".