Kulondola kwa Ma Oscillator gha Crystal: Kasi Kubudika kwa 1ppm Kukung’anamurachi?
Mu nyengo yakukwana na vipangizo vyakupambanapambana vya magesi, crystal oscillators ŵakuteŵetera nga ni magwero ghakuzirwa gha wotchi, ndipo kukhazikika kwawo kwa pafupipafupi kukupangiska mwaluŵiro nyengo yakukwana ya dongosolo. Ndipouli, mu mapulogiramu ghakuchitika, ma oscillator gha kristalo ni vigaŵa viwemi yayi; pafupipafupi kwawo kwakufumamo kungapatuka chifukwa cha vifukwa vyakupambanapambana. Nkhani iyi yizamudumbiskana mwakudumura umo tingapulikiskira ppm ya frequency error unit na kuyisinthiska kuti yiŵe nyengo yakupatuka ya zuŵa na zuŵa iyo yingapulikiskika makora.
ppm (vigaŵa pa miliyoni) ni chigaŵa chakumanyikwa chomene cha kuyezga kupatuka kwa pafupipafupi. Kubudika kwa 1ppm kukulongora kuti kupatuka pakati pa pafupipafupi yeneco na pafupipafupi yakumanyikwa ni cigaŵa cimoza pa miliyoni.
Kupenda nyengo yakusazgikira yakupatuka pa zuŵa limoza nkhwambura kusuzga:
Masekondi ghose pa zuŵa: maora 24 × mphindi 60 × masekondi 60=86,400 masekondi.
Kuŵerengera kwa kupatuka: Kubudika kwa 1ppm kukung’anamura kuti pa masekondi 1,000,000 ghose, pali kupatuka kwa sekondi yimoza. Ntheura, kupatuka pa 86,400 masekondi ni:
Nyengo yakupatuka=(1 / 1,000,000) × 86,400 masekondi=0.0864 masekondi
Ici cikung’anamura kuti oscillator wa kristalo uyo wali na upusikizgi wa pafupipafupi wa +1ppm wazamusanga pafupifupi masekondi 0.0864 (pafupifupi 86.4 milisekondi) pa zuŵa. Kuŵerengera uku nkhwa pa charu chose ndipo kukujiyimira paŵekha pa nyengo yakumanyikwa ya kristalo (nga ni 32.768kHz yakumanyikwa) chifukwa kukukhazikika pa fundo yakuti pali kubudika kwakuyana. Mwakuyana waka, -1ppm kubudika kukung’anamura kutaya masekondi 0.0864 pa zuŵa.
Vinthu vikuru ivyo vikukhwaska kukhazikika kwa pafupipafupi na nthowa zakulimbana nazo
Mu mapulogalamu ghakuchitika, kuti nyengo yiŵe yakukwana, nchakukhumbikwa chomene kupulikiska na kulaŵilira vinthu vyakupambanapambana ivyo vikukhwaska kukhazikika kwa crystal oscillators.
1. Kutentha kwa Chilengedwe
Impact:Kusintha kwa kutentha ndiko kukupangiska kuti makristalo ghasinthe pafupipafupi. Pafupifupi resonant ya kristalo kukupambana na kutentha mu cubic curve.
Countermeasure:Pa mapulogalamu agho ghali na kusintha kwakuzirwa kwa kutentha, kutentha-kulipilika kwa kristalo oscillators (TCXO) kukwenera kugwiliskirika nchito; pakuti vikukhumbikwa vyakukwana chomene, uvuni -kulongozgeka na kristalo oscillators (OCXO) vikukhumbikwa, ivyo vikuŵika kristalo mu uvuni wakutentha nyengo zose kuti viwuskepo chomene vyakuchitika vya kutentha.
2. Kuyana kwa nkhongono ya katundu
Impact:Mapini ghaŵiri gha oscillator ya kristalo ghakwenera kulumikizgika ku capacitors ya katundu wakukwana (CL) kuti ghagwire ntchito pa pafupipafupi yakumanyikwa. Mitengo ya capacitance yakubudika yingapangiska mwaluŵiro kupatuka kwa pafupipafupi.
Countermeasure: Sankhani mwakusimikizga capacitors vyakuyana vya kuwaro mwakuyana na katundu capacitance values wakulimbikiskika mu datasheet ya kristalo, ndipo ghanaghaniranipo capacitance ya parasitic mu ndondomeko ya PCB.
3. Mphamvu ya magesi
Impact:Kusintha kwa magesi ghakugwira ntchito kungasinthiska pachoko waka mikhaliro ya oscillator, mwakuti vikhuŵazge pafupipafupi ivyo vikufumamo.
Nthowa yakulimbana nayo: Kupereka magesi ghakutowa na ghakukhazikika gha dera la oscillator, chomenechomene kugwiriskira nchito LDO (pasi -kuleka kulongozga) na kugaŵana kwakukwana.
4. Kuchekura
Impact: Pa nyengo yitali-kugwiriskira ncito, kristalo na vigaŵa vyake vikujumpha pacokopacoko, unidirectional pafupipafupi drift (kanandi viwemi) cifukwa ca kupumura kwa mukati, kuthukira kwa vinthu, na vinyake.
Countermeasure:Sankhani vinthu vyakupangika na kristalo ivyo vili na viŵelengero vyakucepa vyakucekura. Pa ndondomeko iyo yikukhumba kugwira ntchito kwa nyengo yitali-, pangani ntchito zakuyezga wotchi nyengo na nyengo panji zakulembeka.
5. Kunjilirapo kwa kuwaro
Impact:Kusokonezgeka kwa magesi (EMI) pa bolodi la dera, pamoza na kugwedezeka kwa makina na kugwedezeka, kungapangiska kuti nyengo yichoko waka-kukhazikika kwa pafupipafupi.
Countermeasure:Good PCB layout (nga ni grounding kuzungulira wotchi dera), kugwiriskira ncito viŵiya vyakuvikilira, na kusankha mapaketi gha kristalo na kukana kugwedezeka makora (nga ni mapaketi gha visulo) ni nthowa ziwemi.
Chidule
Mukudumura, 1ppm kupuvya mu crystal oscillator mwaluŵiro kukung’anamura kupatuka kwa nyengo ya zuŵa na zuŵa kwa masekondi pafupifupi 0.0864. Pakusankha na kupanga maseŵero gha wotchi, nchakukhumbikwa kuti muŵe ŵakuyana na mtengo na kugwira ntchito mwakuyana na ivyo vikukhumbikwa kuti viŵe vyakwenelera (nga ni vipangizo vya magesi vya ŵanthu wose, mawotchi ghamahara, masiteshoni ghakuyowoyeskana, panji ndondomeko zakulongozgera), kusankha mitundu yakukwana ya oscillator (mwachiyelezgero, SPXO, TCXO), kukhazikiska corresponding measure. Kupulikiska vinthu ivi ivyo vikupangiska kuti ŵanthu ŵabudiske na umo ŵangachitira kuti ŵaleke kucita vinthu ivi nchinthu cakuzirwa comene kuti nyengo yiŵe yakugomezgeka na yakukwana mu vipangizo vya magesi.