Pha lê, Dao động và Cộng hưởng. Sự khác biệt là gì?

Tôi đang cố gắng tìm ra sự khác biệt giữa các tinh thể, bộ dao động và bộ cộng hưởng. Tôi bắt đầu nắm bắt nó nhưng tôi vẫn có một số câu hỏi.

Theo hiểu biết của tôi, một bộ tạo dao động được chế tạo từ một tinh thể và hai tụ điện. Thế nào là một bộ cộng hưởng? Có phải là một sự khác biệt trong thuật ngữ?

Nếu một bộ tạo dao động và một bộ cộng hưởng là tương tự nhau, tại sao hai mục này:

http://www.digikey.com/product-detail/vi/HWZT-16.00MD/535-9379-ND/675574

http://www.digikey.com/product-detail/en/FCR16.0M2G/445-1646-ND/653108

có hai chân ra và không có mặt đất. Trong khi đó

http://www.digikey.com/product-detail/vi/ZTT-16.00MX/X908-ND/170095

có ba chân một trong số đó là một mặt đất?

Bất kỳ thiết bị nào trong ba thiết bị này sẽ hoạt động như một đồng hồ bên ngoài cho một vi điều khiển?

PS: Điểm thưởng cho một lời giải thích về cách các tụ điện giúp tinh thể hoạt động đúng. :)

Cả hai bộ cộng hưởng gốm và tinh thể thạch anh đều hoạt động theo cùng một nguyên tắc: dao động cơ học khi tín hiệu AC được áp dụng cho chúng. Tinh thể thạch anh chính xác hơn và ổn định nhiệt độ hơn bộ cộng hưởng gốm. Bản thân bộ cộng hưởng hoặc tinh thể có hai kết nối. Bên trái pha lê, bên phải bộ cộng hưởng gốm.

Giống như bạn nói bộ tạo dao động cần thêm các thành phần, hai tụ điện. Bộ phận hoạt động làm cho bộ tạo dao động hoạt động là bộ khuếch đại cung cấp năng lượng để duy trì dao động.

Một số bộ vi điều khiển có bộ tạo dao động tần số thấp cho tinh thể 32.768 kHz, thường có các tụ điện tích hợp, do đó bạn chỉ cần hai kết nối cho tinh thể (bên trái). Tuy nhiên, hầu hết các bộ dao động đều cần các tụ điện bên ngoài, và sau đó bạn có các kết nối: đầu vào từ bộ khuếch đại, đầu ra đến bộ khuếch đại và nối đất cho các tụ điện. Một bộ cộng hưởng với ba chân có các tụ tích hợp.

Chức năng của các tụ điện: để dao động tinh thể khuếch đại vòng kín phải có tổng dịch pha 360 °. Bộ khuếch đại đang đảo ngược, vì vậy đó là 180 °. Cùng với các tụ điện, tinh thể sẽ chăm sóc 180 ° khác.

chỉnh sửa
Khi bạn chuyển đổi bộ tạo dao động tinh thể trên nó chỉ là bộ khuếch đại, bạn chưa có tần số mong muốn. Điều duy nhất đó là có tiếng ồn ở mức độ thấp trên băng thông rộng. Bộ tạo dao động sẽ khuếch đại nhiễu đó và truyền qua tinh thể, khi đó nó đi vào bộ tạo dao động một lần nữa để khuếch đại nó một lần nữa và cứ thế. Không phải điều đó sẽ khiến bạn có quá nhiều tiếng ồn sao? Không, tính chất của tinh thể là nó sẽ chỉ truyền một lượng rất nhỏ tiếng ồn, xung quanh tần số cộng hưởng của nó. Tất cả phần còn lại sẽ bị suy giảm. Vì vậy, cuối cùng chỉ có tần số cộng hưởng còn lại, và sau đó chúng ta đang dao động.

Bạn có thể so sánh nó với một tấm bạt lò xo. Hãy tưởng tượng một đám trẻ nhảy lên nó một cách ngẫu nhiên. Tấm bạt lò xo không di chuyển nhiều và những đứa trẻ phải nỗ lực rất nhiều để nhảy lên chỉ 20 cm. Nhưng sau một thời gian chúng sẽ bắt đầu đồng bộ hóa và tấm bạt lò xo sẽ ​​theo bước nhảy. Những đứa trẻ sẽ nhảy cao hơn và cao hơn với ít nỗ lực hơn. Tấm bạt lò xo sẽ ​​dao động ở tần số cộng hưởng của nó (khoảng 1Hz) và sẽ khó nhảy nhanh hơn hoặc chậm hơn. Đó là tần số sẽ được lọc ra.
Đứa trẻ nhảy trên tấm bạt lò xo là bộ khuếch đại, cô cung cấp năng lượng để duy trì sự dao động.

Đọc thêm Bộ
dao động tinh thể MSP430 32 kHz

Để trả lời câu hỏi của bạn, một bộ cộng hưởng về cơ bản là một tinh thể ngân sách thấp.

Bộ tạo dao động là một mạch khuếch đại, có phản hồi để nó dao động và một "phần tử xác định tần số" giữ cho nó dao động ở tần số mong muốn. Một tinh thể có thể được tạo ra cho một tần số chính xác, và nó sẽ trôi rất ít nếu nhiệt độ hoặc điện dung đi lạc thay đổi. Nó cũng rất hiệu quả và cần rất ít năng lượng để giữ cho nó dao động. Pha lê thường được làm bằng thạch anh, và bạn trả tiền cho tất cả các tính năng trên.

Bộ cộng hưởng được làm từ các yếu tố gốm chứ không phải thạch anh. Họ không giữ tần số của họ là tốt. Điều này có thể không quan trọng đối với bộ vi xử lý, nhưng sẽ rất quan trọng nếu mạch được sử dụng trong radio, đồng hồ hoặc các ứng dụng quan trọng về thời gian khác. Chúng có giá thấp hơn và do đó được sử dụng khi sự ổn định không quan trọng.

Bộ vi xử lý thường sẽ có "phần khuếch đại" tích hợp, vì vậy tất cả những gì bạn cần làm là thêm bộ cộng hưởng hoặc tinh thể. Mặt khác, bạn có thể xây dựng một mạch dao động, hoặc bạn có thể mua một "mô đun dao động", có tất cả các thành phần cần thiết trong một hộp. Bạn phải cung cấp năng lượng cho một mô-đun dao động.

Đối với các mức thời gian "không quan tâm", một số bộ vi xử lý cho phép sử dụng mạch RC (điện trở và tụ điện) làm yếu tố xác định tần số. PIC Microchip thậm chí có toàn bộ điều được tích hợp.

Tìm thấy một ghi chú ứng dụng tốt được cung cấp bởi Maxim - Vi điều khiển Đồng hồ Pha lê, Bộ cộng hưởng, Bộ tạo dao động RC hoặc Bộ tạo dao động Silicon