[آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

[روح الامین]

همون طور که می دونید هر پردازنده دیجیتالی نیاز به کلاک داره. پردازنده با هر کلاک یه کاری رو انجام میده. کلاک سریعتر باعث میشه کارهای بیشتری رو انجام بده. امروزه مایکروکنترلرهای جدید به صورت داخلی منبع تولید کننده نوسان دارند ولی بنا به دلایلی اکثر کاربرها ترجیح میدن یه کلاک خارجی استفاده کنند. منبع کلاک برای سنکرون کردن(هماهنگ کردن) مدار هستش(چه خود IC چه غیره). این هماهنگی می تونه یا با لبه بالا رونده سیگنال باشه یا پایین رونده ویا هر دو باشه. توی این تاپیک ما می خوایم بدونیم چطور باید خازن واسه کریستال انتخاب کنیم. الان به هر کی بگی چطور کریستال رو انتخاب میکنی میگه"به صورت تجربی!". در حالی که روش تجربی بهترین روش هستش ولی خب تنها راه نیست و همچنین همیشه هم نمیشه ازش استفاده کرد. در بعضی جاها باید با محاسبات صحیح خازن رو انتخاب کرد. یه عده می پرسن که چرا واسه کریستال خازن می ذاریم؟ بیشتر افراد جواب میدن بخاطر نویز! ولی من هنوز نتونستم منبعی رو پیدا کنم که بگه بخاطر نویز هستش. مثلا این یه منبع عالی هستش، شما بخونیدش تا بدونید جریان چیه:
Specifying Quartz Crystals
حالا بریم سراغ انتخاب کریستال. اول شما باید دیتاشیت کریستالتون رو یا از فروشگاهی که کریستال رو خریدید یا توی اینترنت دانلود کنید. توش دقیقا گفته که "Load Capacitance" یعنی ظرفیت خازنی بار شده چقده(بعضی از فروشگاههای مشهور خودشون ظرفیت خازنی بار شده رو می نویسن و نیازی به دیدن دیتاشیت نیست). حالا وقتشه که فرومول رو توضیح بدم:

CX = 2*(CL - Cstray)

CX همون مقدار خازنی هست که باید بذاریم واسه کریستال. CL همون " Load Capacitance" یا همون ظرفیت خازنی بار شده هستش. Cstray هم ظرفیت خازنی پایه های میکروکنترلر(که فکر کنم باید توی دیتاشیت نوشته باشن ولی ننوشتن) + ظرفیت خازنی پارازیتی یا " parasitic capacitance" هستش که مربوط به خطوط PCB میشه. در کل اگه می خوایید از میکرو واسه مقاصد تفریحی استفاده کنید، واسه Cstray می تونید مقدار 5 یا 3 رو اختصاص بدید. ولی اگه حرفه ای هستش بهتره حسابش کنید. کسی می دونه کجا میشه ظرفت خازنی پایه های AVR رو گیر آورد؟
واسه PCB هم فکر میکنم این صفحه کافیه:
PCB Impedance and Capacitance Calculator: Microstrip
شاید بهتر باشه فرمولها هاشو بردارید تا اگه سایت یه بلایی سرش اومد چیزی رو از دست ندید(اگه جاوا اسکریپت باشه می تونید سیوش کنید).

[mania59]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

:applause:
خیلی ممنون
همیشه از این کارا بکنید لطفا

[روح الامین]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

:applause:
خیلی ممنون
همیشه از این کارا بکنید لطفا

خواهش میکنم
من خوشحالم که حداقل یه نفر فهمید من چی گفتم! بقیه به نظر میرسه متوجه نشدن که جریان چیه! oo:

[mania59]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

خواهش میکنم
من خوشحالم که حداقل یه نفر فهمید من چی گفتم! بقیه به نظر میرسه متوجه نشدن که جریان چیه! oo:

فکر کنم بقیه هنوز گرمن ! یا البته خیلی حرفه ای هستن و نیازی ندیدن ( خداروشکر) :wow:

راستی همون طور که شما اشاره کردید من خودم همیشه برای انتخاب خازن کریستال و یا حتی خود کریستال بطور تجربی کار کردم .
اگر امکان داره در مورد نحوه انتخاب کریستال هم مطالبی بفرمائید . استفاده کنیم . ممنون :icon_razz:

[روح الامین]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

فکر کنم بقیه هنوز گرمن ! یا البته خیلی حرفه ای هستن و نیازی ندیدن ( خداروشکر) :wow:

راستی همون طور که شما اشاره کردید من خودم همیشه برای انتخاب خازن کریستال و یا حتی خود کریستال بطور تجربی کار کردم .
اگر امکان داره در مورد نحوه انتخاب کریستال هم مطالبی بفرمائید . استفاده کنیم . ممنون :icon_razz:

در مورد کریستال من به نظرم بهتره که همیشه نمونه های SMD استفاده کنید. چون زیرش ایزولاتور هم داره. منظورم لایه شبیه پلاستیک زیرش هست:



ظاهرا باید این جداگانه هم گیر بیاد و تو کشور ما فکر نکنم(باید دید. ما هم که بچه تهرون نیستیم :biggrin. واسه کارهای مهم تر و جاهایی که قرار وسیله ساخته شده توسط شما هم خوب عمر کنه و هم محکمتر در برابر عوامل خارجی(رطوبت، ضربه، دما، نویز) باشه بهتره از اوسیلاتور کریستالی استفاده کنید.



من خیلی ها رو دیدم که اصلا واسه همه کارهاشون از این اوسیلاتور ها استفاده میکنن.

[mania59]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

:applause: :applause: :applause:
مرسی از پاسختون
ولی در مورد انتخاب سرعت نوسانش چی ؟

[روح الامین]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

:applause: :applause: :applause:
مرسی از پاسختون
ولی در مورد انتخاب سرعت نوسانش چی ؟

من همیشه سعی میکنم با آخرین فرکانس کاری کار کنم، مگر اینکه عاملی باعث بشه که من کمترش کنم(مثلا تعیین نرخ بیت UART یا واسه تایمرکانترها و غیره).
خصوصا اگه برنامه سنگین باشه که تاحد امکان سعی میکنم بیشترین سرعت باشه.
اگرم منظورتون فرکانس منبع هستش که همون آخرین مقدار.

[mania59]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

مرسی :nice:
گرفتم چی شد .

[coloop]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

داداش شما که اومدی و اینقدر زحمت کشیدی واسه نوشتن این مطالب
یه توضیح مختصر هم راجع به این خازن کریستال میدادی.
به چه دردی میخوره ؟!

[روح الامین]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

داداش شما که اومدی و اینقدر زحمت کشیدی واسه نوشتن این مطالب
یه توضیح مختصر هم راجع به این خازن کریستال میدادی.
به چه دردی میخوره ؟!

خونده بودمش ولی الان دقیقا یادم نمیاد. توی لینکی که توی پست اول گذاشته بودم هست. فکر کنم بحث "ظرفیت خازنی بار شده" و "تطبیق امپدانس" خطوط هستش که براش خازن می ذارن.

[alireza.1024]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

معمولا نیازی به این محاسبات نیست و من کریستال های 8 تا 20 مگ رو با خازن های 18 تا 22 پیکو فاراد راه انداختم، هیچ مشکلی هم نداشتن :biggrin:
در ضمن اون کریستال های 4 پایه ای که تو شکل بالا مشخص شده خروجیشون پایدارتره، چون سطح ولتاژ خروجی نوسان سازشون بیشتره اما باید واسه راه اندازیشون بهشون vcc و gnd هم بدید،

[jafar2000]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

با سلام
من کلا خازن نمیزنم و تو همیه فرکانسها خیلی عالی جواب میده
در ضمن یه نکته جالب
وقتی از کریستال برای میکرو اونم به صورت بدون خازن استفاده میکنم تاثیر نویز روی میکرو خیلی کمتر میشه به طوری که حتی چند بار تو محیط نیزی هم خوب جواب داده

[AMIN GHAFFARI]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

با تشکر از دوست خوبم Rohalamin :smile:
یه نکته در استفاده از کریستال های RTC هست که اینجا بگم بد نیست اگه با میکرو های خانواده AVR کار کردین میکرو هایی مثل ATMEGA32 و ATMEGA64 و امثال اون که میکرو های به نسبت قوی هستن نمی خواد از خازن استفاده بشه ولی برای میکروهایی مثل ATMEGA 8 حتما خازن باید استفاده بشه مگر نه این کریستال کار نمی کنه

[jafar2000]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

با تشکر از دوست خوبم Rohalamin :smile:
یه نکته در استفاده از کریستال های RTC هست که اینجا بگم بد نیست اگه با میکرو های خانواده AVR کار کردین میکرو هایی مثل ATMEGA32 و ATMEGA64 و امثال اون که میکرو های به نسبت قوی هستن نمی خواد از خازن استفاده بشه ولی برای میکروهایی مثل ATMEGA 8 حتما خازن باید استفاده بشه مگر نه این کریستال کار نمی کنه

اتفاقا من بیشتر با MEGA 8 کار کردم و این مورد رو روی اونم تست کردم و مشکلی نداشت

[AMIN GHAFFARI]

پاسخ : [آموزشی] آموزش محاسبه مقدار خازن برای کریستال میکرو

:eek:
اتفاقا من الان دارم روی پروژم که کار می کنم و از همین میکرو استفاده می کنم و با دو تا میکروی مگا 8 و دوتا کریستال RTC امتحان کردم دقیقا همین نتیجه رو گرفتم و همین RTC ها رو روی دوتا مگا64 و یه دونه مگا 16 و یه دونه مگا 32 و یه دونه ATMEGA8535 امتحان کردم باز هم به همین حرفی که گفتم رسیدم
امتحان کردم که میگم همینطوری رو هوا نمی گم
آقای Rohalamin در جریان اند