Tudomány és Technika   Kezdőlap   PIC mikrovezérlők 

<< Előző oldal   Vissza a tartalomjegyzékhez   Következő oldal >>

PIC16xxx mikrovezérlők
3.2.1. Oszcillátor indulási folyamat

Utolsó frissítés: 2013.06.22.

      A mikrovezérlő tápfeszültségének megjelenésével megindul az oszcillátor rezgési folyamata. A működéshez szükséges frekvenciájú és amplitúdójú rezgés létrejöttéig természetesen bizonyos időre van szükség.
      Az oszcillátor feléledési idő (Start-up Time) függ:
      a kvarckristály vagy kerámia rezonátor rezonanciafrekvenciájától;
      az oszcillátor áramkörben alkalmazott kondenzátorok (C1, C2) kapacitásától;
      a tápfeszültség felfutási idejétől;
      a környezeti hőmérséklettől;
      az oszcillátor áramkörben alkalmazott soros ellenállás (RS) értékétől és nagyfrekvenciás viselkedésétől;
      a kiválasztott oszcillátor üzemmódtól (LP, XT, HS), amely valójában az oszcillátor áramkör belső inverterének erősítését állítja be;
      az alkalmazott kvarckristály vagy kerámia rezonátor minőségétől;
      az oszcillátor áramkör nyomtatott huzalozásának kialakításától;
      és a belső és környezeti zajoktól.

      A következő ábrán egy jellegzetes oszcillátor indulási folyamat látható.

Oszcillátor indulási folyamat
3.2.1-1. Ábra

      Láthatjuk, hogy az oszcillátor rezgéseinek középértéke a tápfeszültség félértéke.
      Az oszcillátor működőnek tekinthető, tehát a szabályos órajel létrejön, ha a rezgés csúcstól-csúcsig mért feszültsége a tápfeszültség 40..45%-a fölé emelkedik. (Mivel az oszcillátor áramkör belső inverterének küszöbfeszültségei a tápfeszültség 30, illetve 70 százaléka.)

Vissza a lap tetejére

      A következő ábrákon a jellemző oszcillátor feléledési idők (Start-up Time) láthatók különböző feltételek esetén. A görbék paramétereiben fel van tüntetve a működési frekvencia és az oszcillátor áramkörben alkalmazott kondenzátorok kapacitása.

Oszcillátor indulási folyamat
3.2.1-2. Ábra

Oszcillátor indulási folyamat
3.2.1-3. Ábra

Oszcillátor indulási folyamat
3.2.1-4. Ábra

Vissza a lap tetejére

      A grafikonokból levonható következtetések:
      LP és XT üzemmódokban az órajelfrekvencia csökkenésével a feléledési idő nő (LP üzemmódban, azaz nagyon alacsony frekvenciákon a feléledési idő már másodpercekben mérhető).
      A tápfeszültség csökkenésével a feléledési idő növekszik.
      A beállított működési üzemmód erősen meghatározza a feléledési időt.
      Az oszcillátor áramkörben alkalmazott kondenzátorok értékének növelése a feléledési időt is növeli.

      Az oszcillátor áramkör indulási folyamata a mikrovezérlő SLEEP állapotból való "ébredésekor" (Wake-up) megy végbe a legnehezebben. Ennek oka, hogy SLEEP állapotban a fázistoló kondenzátorok azonos feszültségszintre töltődnek, így induláskor a fáziskülönbség minimális. Ilyen esetben a feléledési idő bizonyosan hosszabb.

      A következő feltételek együttes jelenléte mellett a legnehezebb az ébredési folyamat:
      LP oszcillátor üzemmód, amelyhez kis belső erősítés tartozik;
      telepes működtetés, ami zavarmentes tápfeszültséget biztosít;
      alacsony tápfeszültség (kimerülőfélben levő, de még használható telep);
      magas környezeti hőmérséklet (működés a tűző napon, személygépkocsiban...);
      nagyfrekvenciás zajoktól mentes környezet (hatásos árnyékolás, távol a civilizációtól).

      Mivel a fenti esetben akár működésképtelenné is válhat egy mikrovezérlős áramkör, célszerű a tesztelést ennek megfelelően végezni.
      Segítség lehet egy szénréteg ellenállás alkalmazása az RS szerepére, amely a viszonylag magas fehérzajával segíti az indulást.
      Az indulási folyamatot segíti, ha az oszcillátor áramkör C2 kondenzátorának értékét növeljük a C1 értékéhez képest.
      Végső esetben egy nagyobb erősítésű (és nagyobb fogyasztású) oszcillátor üzemmód kiválasztásával is biztosítható a megbízható indítás. Ekkor viszont nem szabad figyelmen kívül hagyni a kristály kivezérlési szintjének növekedését, és az esetlegesen szükséges védelmet biztosítani kell. (Az újabb PIC mikrovezérlőkben az LP üzemmód erősítése kissé meg van növelve, amely a könnyebb feléledést segíti.)

 
  Tudomány és Technika (test@t-es-t.hu)  

<< Előző oldal   Vissza a tartalomjegyzékhez   Vissza a lap tetejére   Következő oldal >>

 Tudomány és Technika   Kezdőlap   PIC mikrovezérlők