کریستال در الکترونیک چیست و چه کاربردی دارد

دسته بندی :فنی ۱۷ بهمن ۱۳۹۸ 11547

دوره تخصصی آموزش تعمیرات ساعت در مرکز فنی و مهندسی تعمیرات تخصصی دکتر برد برگذار می‌شود، بعد از آموزش در کلاس تعمیر ساعت کارت طلایی پشتیبانی مادام العمر و گواهینامه‌ی معتبر دریافت خواهید کرد.

کریستال چیست؟

یه قطعه‌ی الکترونیکی هست که کار آن این است که یک سیگنال الکتریکی با فرکانس خاص و البته بسیار دقیق را تولید کند مثلا فرکانس 16MHz

کریستال در کجاها کاربرد دارد؟

عموما جاهایی کاربرد داره که نیاز به دقت بالایی وجود داره مثل همین ساعت های دیجیتال. اگه توی این ساعت‌ها کریستالی که استفاده میشه دقیق نباشه همه چی به هم میریزه و بعد از یه مدت دیگه ساعت اصلا دقیق نیست و یکی دو ساعت اصلا ممکنه اختلاف زمان داشته باشیم که خیلی بده.

کاربرد دیگه ی این قطعات برمیگرده به این موضوع که اگه بخوایم توی مدارمون یه فرکانس بالاتری رو تولید کنیم. مثال واضحش هم میکرو avr هست. اگه دقت کرده باشید توی خیلی از این میکروهای avr کنار مدار یه کریستال هم(معمولا 16 مگاهرتز) میذارن تا فرکانس کار مدار رو ببرن بالا.

توی میکروپروسسورها و میکروکنترلرها معمولا دو تا پایه وجود داره به نام های OSC1 و OSC2 یا XTAL1 و XTAL2 مشخص شده که کریستال رو به اون دو تا پایه وصل میکنن و البته کنارش دو تا خازن (معمولا 30PF) هم میذارن که توی دیتاشیت میکروکنترلر نحوه‌ی اتصال اون نشون داده شده.

حالا یه سوال: چرا نمیان یه کریستالی با فرکانس مثلا 1 گیگا هرتز بذارن تا فرکانس کاری خیلی بره بالا و کارا سریعتر انجام بشه؟ دو تا دلیل داره

  1. اولیش اینه که اصلا اون میکروکنترلر یا پردازنده نمیتونه با فرکانسی بیشتر از اون فرکانس کار کنه مثلا همین میکرو avr نمیتونه دیگه با بیشتر از 16 مگاهرتز کار کنه(البته این مربوط به سری های متداول مثل atmega16 و … هست) یا نهایتا همین میکرو دیگه بتونه تا 20 مگاهرتز به زور و ضرب کار کنه ولی دیگه نمیتونه بیشتر از اون کار کنه.
  2. دلیل دوم هم اینه که یه واحدی وجود داره توی میکروکنترلر یا پردازنده به نام PLL که میاد فرکانس کاری ورودی رو چند برابر میکنه به عنوان مثال یه کریستال 18.432 به ورودی مدارش وصل میشه و PLL این فرکانس رو به فرکانس 60 مگاهرتز تبدیل میکنه.

جنس کریستال از چیست؟

جنس اون از یه ماده‌ای هست به اسم “سیلیس” که این ماده توی سطح زمین زیاد یافت میشه و به دو صورت کریستالی و غیر کریستالی وجود داره.

شماتیک کریستال توی مدارات الکتریکی

عموما در مدارات الکترونیکی به صورت X یا XTAL یا Y با نماد زیر نمایش داده میشن. 

نوع نصب کریستال‌ها در مدار

این قطعات در مدارات به دو صورت نصب میشن:

  1. اولین نوع نصب از طریق پایه هست که توی سوراخ‌هایی که توی فیبر مدار چاپی یا همون PCB انجام دادیم میشینن
  2. دومین نوع نصب، نصب سطحی هست که که روی سطح PCB لحیم میشن.

چند نکته پراکنده درباره کریستال

1.برای ساخت کریستال مدارات مختلفی وجود داره که اگه دوست دارید یه نمونه اش رو بسازید می‌تونید توی اینترنت بگردید. در ضمن کتاب الکترونیک 3 خرمی انتشارات دانشگاه امام حسین هم یه فصل رو اختصاص داده به کریستال که می‌تونید از اون هم استفاده کنید.

2.کریستال رو هم در ظاهر شاید بتونیم توی هر رنجی بسازیم ولی وقتی میرسیم به عمل میبینیم که نمیشه این کار رو انجام داد. علتش هم اینه که هر چی فرکانس تولیدی کریستال بره بالاتر اون کانی کریستال هم خیلی ظریف تر بشه.

3.توی مدارات میکروکنترلری که استفاده می‌کنید حتما حتما حتما ببینید توی دیتاشیت چه توصیه‌ای برای فرکانس کریستال شده و حتما یه کریستالی از همون رنج بذارید و خودتون خیلی خودجوش دست به انتخاب نزنید.

  1. ms گفته؛
    14:22 1400/09/22

    ممنون خیلی بدردم خورد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

لینک کوتاه:

کارشناسان ما حتما باهاتون تماس میگیرن