Comprensión de la red pi del oscilador Pierce

He estado mirando el oscilador Pierce y no estoy seguro del papel que juegan las tapas de la serie a tierra (la llamada red pi).

He creado una imagen que intenta explicar mi intuición (los 1 y 0 son una simplificación; entiendo que el cristal produce una onda sinusoidal).

Acción del oscilador de perforación

Supongo que la acción del cristal, que oscila de un lado a otro, hace que las tapas se carguen y descarguen y, lo que es más importante, produzca el cambio de fase de 180 grados en el pin de entrada del inversor.

La "patada" de retroalimentación se produce cada medio ciclo en respuesta a la carga de C1 y está en fase con el movimiento actual de los cristales durante este período.

Por cierto, según tengo entendido, la gran resistencia R1 está diseñada para poner el inversor en un estado altamente sensible (flotando alrededor de Vcc/2) donde la más mínima punta en cualquier dirección produce una gran salida (en términos relativos) en la dirección opuesta. Esto es posible porque una salida de inversor de Vcc podría alimentar la entrada, en pequeños incrementos a través de la resistencia de retroalimentación, de 0 a apenas Vcc/2 antes de que "volteara". Luego, por supuesto, tomaría corriente de la entrada y así sucesivamente hasta que finalmente se estableciera en un punto de equilibrio alrededor de Vcc/2.

¿Es más o menos así?

Respuestas (2)

Sin condensadores, ¿cómo puede esperar que el cristal produzca un cambio de fase de 180 grados en su resonancia? Debe haber 180 grados de cambio de fase porque necesita un total de 360 ​​grados y el inversor proporciona solo 180 grados, por lo que se llama inversor.

Si desea leer más, intente esto : es un documento bastante bueno sobre el tema de Microchip titulado AN826 Crystal oscillator basics.

Aquí también hay un muy buen artículo sobre cómo averiguar el punto de resonancia en serie y el punto de resonancia en paralelo (todos los xtals los tienen y esto básicamente determina los valores de condensador elegidos).

Así que asumo que es un respaldo de mi intuición, como en - ¿sí? Debería haber señalado que soy un principiante y lo que parece obvio para otros requiere un poco de contemplación tranquila para mí. Creo que entiendo (con referencia a mi modelo) que si los valores límite están desactivados, el cambio de fase total estará desactivado (con respecto a cómo esperaría el cristal, es decir, no oscilará).
Hay más en C2: también funciona con la resistencia de salida del inversor para hacer que la oscilación en los sobretonos sea menos probable porque (a) proporciona demasiado cambio de fase en los sobretonos y (b) reduce la amplitud de salida en los sobretonos, lo que hace que sea menos probable que oscile. Sí, su explicación básica (como la mía realmente) capta la esencia de los límites que se necesitan para agregar 180 grados más de cambio de fase. Los valores máximos pueden estar desactivados y seguirá oscilando básicamente muy cerca de la frecuencia original porque el xtal puede oscilar grandes cantidades de cambio de fase para un cambio de frecuencia mínimo (compensando así).
Saludos James, creo que entiendo la sutileza de c2 en algún nivel intuitivo y que la "clave" aquí es que la frecuencia resonante está "seleccionada" porque está en esa estrecha banda de frecuencias que evocan el "golpe" en el momento correcto ( todas las demás frecuencias son atenuadas por el cambio de fase "desalineación"). En otras palabras, encuentra su propio equilibrio.
¿Cómo te atreves a llamarme James jeje. Sí, se autoalinea a 180 grados cambiando su punto resonante unos pocos hercios; tiene una gran Q, por lo que solo necesita moverse unos pocos hercios para invocar un cambio de fase de cerca de +/- 90 grados; apenas un error a menos que tenga restricciones muy estrictas en f.

" Entiendo que el cristal produce una onda sinusoidal "

No, un cristal es una parte pasiva pura que no puede producir nada. El principio de funcionamiento es el siguiente:

  • El inversor, junto con la resistencia de retroalimentación R1, forma un amplificador lineal (con una resistencia de salida finita Rout, ¡eso es importante!

  • No, tenemos un bucle de retroalimentación dependiente de la frecuencia que es un paso bajo de tercer orden: Bloque de paso bajo de primer orden: R,out-C2; bloque de paso bajo de segundo orden: Lc-C1. Por lo tanto, tenemos un paso bajo de tercer orden que puede producir un cambio de fase de -180 grados a una determinada frecuencia finita.

  • Tenga en cuenta que el cristal funciona aquí como un inductor Lc (de alta calidad). (Un cristal se puede utilizar como condensador, como inductor o como circuito resonante).

Comprensión de la red pi del oscilador Pierce
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