इलेक्ट्रॉनिक सर्किट मा, क्रिस्टल ऑसिलेटर सबसे आम घड़ी स्रोतन में से एक हैं। ई सुनिश्चित करै के लिए कि एक क्रिस्टल दोलनकर्ता सामान्य रूप से दोलन करै लागत है अऊर स्थिर रूप से काम करत है, सर्किट मा बाहरी लोड संधारित्रन का ओकरे लोड कैपेसिटेंस (सीएल के रूप मा संदर्भित) के आधार पर उचित रूप से डिज़ाइन कीन जाय का चाही। अनुचित संधारित्र मिलान दोलन शुरू करै मा कठिनाई पैदा कइ सकत है, आवृत्ति विचलन मा वृद्धि, या यहां तक कि सिस्टम अस्थिरता भी।
ई लेख क्रिस्टल ऑसिलेटर लोड कैपेसिटेंस के अर्थ, बाहरी संधारित्रन के गणना विधि अऊर सर्किट डिजाइन मा व्यावहारिक विचारन का विस्तार से बताई।
1. क्रिस्टल ऑसिलेटर का लोड कैपेसिटेंस (सीएल) का होत है?
क्रिस्टल दोलन निर्माता आमतौर पर डेटाशीट मा एक नाममात्र भार समाई मान सीएल निर्दिष्ट करत हैं, जइसे कि 18pF, 20pF, 12pF, आदि। यहिके मतलब है कि क्रिस्टल का यहि कैपेसिटिव लोड के तहत आपन नाममात्र दोलन आवृत्ति प्राप्त करै के लिए कैलिब्रेट कीन जात है।
दूसरे शब्दन मा, क्रिस्टल दोलनकर्ता तभी एक सटीक आवृत्ति आउटपुट कर सकत है जब समतुल्य भार समाई सीएल के बराबर हो।
2. बाहरी संधारित्र भार क्षमता का कैसे प्रभावित करत हैं?
एक आम क्रिस्टल दोलनकर्ता परिपथ निम्नलिखित है:
सी 1 अऊर सी 2 जीएनडी (आमतौर पर चिप संधारित्र) से बाहरी रूप से जुड़े दुई संधारित्र हैं;
एक्सटीएएल के दुइनौ छोर क्रमशः क्रिस्टल दोलनकर्ता के दुइनौ पिन से जुड़े अहैं;
वास्तव मा, क्रिस्टल दोलनकर्ता के समतुल्य भार समाई सीएल सी 1 अऊर सी 2 के श्रृंखला कनेक्शन से प्राप्त कीन जात है, साथै पीसीबी बोर्ड अऊर पैकेजिंग द्वारा पेश कीन गा परजीवी समाई सीपी।
3. गणना सूत्र: सीएल के आधार पर बाहरी क्षमता मान कैसे प्राप्त करे?
समतुल्य भार समाई (सीएल) का सूत्र निम्नलिखित है:
अंक:
सी 1, सी 2: जीएनडी से बाहरी रूप से जुड़े संधारित्र;
सीपी: पीसीबी ट्रेस, पैकेजिंग आदि द्वारा पेश कीन गा परजीवी समाई (आमतौर पर 2pF ~ 5pF, जेका सिमुलेशन या अनुभव के माध्यम से अनुमानित कीन जा सकत है);
सीएल: क्रिस्टल दोलनकर्ता डेटाशीट मा दीन गा नाममात्र भार समाई।
[उदाहरण चित्रण]
मान लीन जाय कि क्रिस्टल दोलनकर्ता विनिर्देश सीएल=18पीएफ है, अऊर पीसीबी परजीवी समाई सीपी ≈ 5पीएफ है। उचित सी 1 अऊर सी 2 प्राप्त करै के लिए:
सूत्र मा पहिला विकल्प:
C1=C2=C मान लीन जाय, सूत्र सरल होइ जात है:
सी के लिए हल करा:
यहिसे, बाहरी संधारित्र C1=C2=27pF (मानक मान) का उपयोग करै के सिफारिश कीन जात है।
4. बेमेल बाहरी क्षमता समस्या काहे पैदा करत है?
आवृत्ति विचलन: यदि बाहरी समाई बहुत छोटा या बहुत बड़ा है, तो क्रिस्टल दोलनकर्ता अपनी नाममात्र आवृत्ति से विचलित हो जाएगा, जिससे सिस्टम घड़ी विचलन हो जाएगा;
कठिन या अस्थिर दोलन: अत्यधिक भार से लाभ कम होइ, जेहिसे क्रिस्टल दोलनकर्ता दोलन शुरू करै मा विफल होइ सकत है या आवृत्ति जिटर होइ सकत है;
बिजली के खपत मा वृद्धि: अनुचित भार से क्रिस्टल दोलनकर्ता सर्किट के ऊर्जा खपत मा वृद्धि होई;
बढ़ल ईएमआई: अस्थिर दोलन नकली आवृत्तियन का उत्पन्न कइ सकत है, जवन सिस्टम के विद्युत चुम्बकीय संगतता का प्रभावित करत है।
5. डिजाइन सिफारिश अऊर इंजीनियरिंग प्रथा
क्रिस्टल ऑसिलेटर डाटाशीट का ध्यान से समीक्षा करा
सीएल मान का स्पष्ट करा;
अनुशंसित सर्किट टोपोलॉजी का स्पष्ट करा;
जांच करा कि बाहरी समाई मानन के अनुशंसित सीमा प्रदान कीन जात है।
वास्तविक बोर्ड वातावरण पर विचार करा
पीसीबी सिमुलेशन या अनुभव का उपयोग कइके सीपी का अनुमान लगावा;
उच्च-गति या सटीक घड़ियन (जैसे, संचार प्रणाली, एमसीयू मुख्य आवृत्ति > 100 मेगाहर्ट्ज) के लिए, सटीक गणना या परीक्षण के सिफारिश कीन जात है।
सममित संधारित्रन का उपयोग करा
आम तौर पर, ई सिफारिश कीन जात है कि C1=C2 आवृत्ति अऊर संतुलन शोर का केंद्रित करै;
अगर विशेष मिलान आवश्यकताएं हैं तो असममित डिजाइन का भी उपयोग कीन जा सकत है।
डिबगिंग के दौरान चिप संधारित्र सरणी का उपयोग करा
परीक्षण मिलान चिप संधारित्र (जैसे, 10pF, 15pF, 22pF, 27pF, आदि) के साथ कीन जा सकत है;
आउटपुट स्थिरता अऊर आवृत्ति सटीकता के जांच करै के लिए एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक या ऑसिलोस्कोप का उपयोग करा।
6. आम प्रश्न (एफएक्यू)
सवाल जवाब
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सवाल |
उत्तर |
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अगर CL=12pF है, तौ बाहरी संधारित्रन का आकार का होवे के चाही? |
सीपी=5पीएफ मानत हुए, फिर सी1=सी2≈14पीएफ |
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कुछ एमसीयू के लिए बाहरी संधारित्रन के जरूरत काहे नाहीं होत है? |
कुछ क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट मा आंतरिक रूप से एकीकृत लोड कैपेसिटर होत हैं (जैसे, एसटीएम32), यहिसे कौनो बाहरी कनेक्शन के जरूरत नाहीं होत है |
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का बेमेल बाहरी संधारित्र क्रिस्टल दोलनकर्ता का जला देइहैं? |
आमतौर पर नाहीं, लेकिन ई दोलन विफलता या आवृत्ति त्रुटि का कारण बन सकत है |
निसकर्स
क्रिस्टल दोलनकर्ताओं के लिए बाहरी भार समाई का डिजाइन एक छोट लेकिन महत्वपूर्ण विवरण है जवन सीधे घड़ी प्रणाली के स्थिरता अऊर सटीकता का प्रभावित करत है। सीएल अऊर सी 1/सी 2 के बीच गणना संबंध का समझब, अऊर वास्तविक पीसीबी परजीवी समाई के अनुसार पैरामीटरन का समायोजित करब, स्थिर दोलन अऊर सटीक आवृत्ति प्राप्त करै के कुंजी है।
उच्च -गति डिजिटल प्रणालिन, संचार उपकरणन, या अत्यधिक उच्च घड़ी आवश्यकताओं वाले प्रणालिन मा, क्रिस्टल ऑसिलेटर लोड कैपेसिटेंस का उचित रूप से चयन अऊर मिलान एक इंजीनियरिंग कार्य है जेका गंभीरता से लिया जाय का चाही।
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