Τα προϊόντα χρονομέτρησης είναι σχεδόν πανταχού παρούσα και ένα σημαντικό μέρος της σύγχρονης κοινωνίας.καθώς και ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) που ελέγχει τη συσκευήΟι συσκευασμένες μονάδες ρολογιού περιέχουν συνήθως τόσο κρυστάλλινα όσο και διασταυρωτικά διακυμάνσεων ελέγχου.
Οι κρύσταλλοι KHz μπορούν να πωληθούν ξεχωριστά ή να ενσωματωθούν σε άλλα προϊόντα, όπως Κρυστάλλινοι ταλαντωτές (CXO), Κρυστάλλινοι ταλαντωτές αντισταθμισμένης ψηφιακής θερμοκρασίας (DTCXO) και ρολόι πραγματικού χρόνου (RTC).
Παράγοντες που καθορίζουν την επιλογή των κρυστάλλων kHz
Κατά την επιλογή των κρυστάλλων kHz για μια εφαρμογή, το μέγεθος και η απαιτούμενη συχνότητα είναι οι πιο σημαντικές σκέψεις, αλλά μερικές άλλες παραμέτρους είναι επίσης σημαντικές για τον σχεδιασμό κατάλληλων κυκλωμάτων.
Αυτά περιλαμβάνουν:
Συναισθησία στη συχνότητα, σταθερότητα και γήρανση
Η χωρητικότητα φορτίου (CL)
Αντίσταση ισοδύναμης σειράς (ESR)
Επίπεδο οδήγησης (DL)
θερμοκρασία λειτουργίας
Οι κρυστάλλοι KHz συνήθως έχουν απαιτήσεις ASIC, οι οποίες καταγράφουν τις τιμές των απαιτούμενων παραμέτρων. The trend toward miniaturization of electronic circuits means that designers need to pay particular attention to these factors because the size and dense packaging of components affect the characteristics and performance of crystalsΩστόσο, η διαδικασία κατασκευής της φωτολιθογραφίας εξασφαλίζει ότι η μικροποίηση των κυκλωμάτων των κρυστάλλων ταλαντωτών δεν επηρεάζει τις παραμέτρους που απαιτούνται για την αποτελεσματική λειτουργία τους.
Συναισθησία στη συχνότητα, σταθερότητα και γήρανση
Παρόλο που ένας κρύσταλλος προσδιορίζει μια συγκεκριμένη συχνότητα, μπορεί να εμφανιστούν αποκλίσεις συχνότητας λόγω εντάσεων στη διαδικασία κατασκευής ή καταστάσεων στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια της συνήθους λειτουργίας.Η απόκλιση συχνότητας μπορεί να συνοψιστεί με την αξιολόγηση τριών παραμέτρων: ανοχή συχνότητας, σταθερότητα συχνότητας και γήρανση.
Η ανοχή συχνότητας ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ των πραγματικών και των ονομαστικών συχνοτήτων του κρυστάλλου σε θερμοκρασία +25 °C.Η σταθερότητα συχνότητας αναφέρεται στη μέγιστη μετατόπιση συχνότητας που προκαλείται από τη θερμοκρασία εντός της καθορισμένης περιοχής θερμοκρασίας.Για να βελτιωθεί η ακρίβεια των κρυστάλλων, συνιστάται η χρήση kHz XO, η οποία επιτρέπει την αλλαγή της συχνότητας με τη θερμοκρασία (εικόνα 1) και βαθμολογείται αναλόγως.Η γήρανση είναι μια αλλαγή στη συχνότητα με την πάροδο του χρόνουΟι σφραγίδες μειώνουν τις επιπτώσεις της γήρανσης, αλλά μπορεί να αυξήσουν το μέγεθος.
Διάγραμμα συχνότητας ταλαντωτήρα έναντι θερμοκρασίας
Σχήμα 1: Η συχνότητα του ταλαντωτή ποικίλλει με την θερμοκρασία και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στη διαδικασία μεγέθους, ιδιαίτερα για ακραία περιβάλλοντα.
Η χωρητικότητα φορτίου (CL)
Η χωρητικότητα μεταξύ δύο τερματικών ενός κρύσταλλου είναι η χωρητικότητα φορτίου του.
Η ασυμφωνία μεταξύ CL και χωρητικότητας κυκλώματος προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία κατά τη χρήση μικρότερων κρυστάλλων, επειδή οι μικρότεροι κρυστάλλοι είναι πιο ευαίσθητοι στις μεταβολές χωρητικότητας.Οι κρύσταλλοι με χαμηλές τιμές CL είναι επίσης ιδιαίτερα ευαίσθητοι στη συχνότηταΓια το σχεδιασμό μικρών κυκλωμάτων σε περιορισμένους χώρους, οι σχεδιαστές συχνά επιλέγουν κρύσταλλους με υψηλότερες τιμές CL.
Επίπεδο οδήγησης (DL)
Το DL είναι η ποσότητα ρεύματος που απαιτείται για τη διατήρηση σταθερής ταλάντευσης με ελαχιστοποίηση της δομικής βλάβης.Συνιστάται η επιλογή κρυστάλλων με τιμή DL ίση ή μεγαλύτερη από το δεδομένο επίπεδο κίνησης κυκλώματος για την αποφυγή αστάθειας συχνότητας ή πρόωρης βλάβης..
θερμοκρασία λειτουργίας
Η επίδραση της θερμοκρασίας στη συχνότητα υπερβαίνει το εύρος που καθορίζεται από τον δείκτη σταθερότητας συχνότητας.αλλά και η θέση των κρυστάλλων στο κύκλωμαΕπιπλέον, όσο μικρότερο είναι το κύκλωμα και ο κρύσταλλος, τόσο πιο σφιχτό είναι το πακέτο των συστατικών και τόσο περισσότερη θερμότητα παράγει ολόκληρο το σύστημα.είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε κρύσταλλους που είναι καλύτερα βαθμονωμένοι σε μια συγκεκριμένη περιοχή θερμοκρασίαςΟι ενότητες DTCXO και RTC έχουν καλή απόδοση σε συμπαγείς σχεδιασμούς και μπορούν επίσης να είναι ευνοϊκές σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή σταθερότητα ή χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Κρυστάλλοι KHz και συναφείς μονάδες
Η Epson παράγει μεγάλο αριθμό κρυστάλλων kHz, καθώς και μονάδες DTCXO και RTC.
Η σειρά FC3215AN είναι ένας κρύσταλλος 32,768 kHz με ESR τόσο χαμηλό όσο 35 k Ω και ένα συμπαγές πακέτο, καθιστώντας τον ιδανικό για φορητά ηλεκτρονικά και περιορισμένες εφαρμογές χώρου.Η σειρά FC3215AN εφαρμόζεται σε διάφορες εφαρμογές, όπως η ασύρματη μονάδα, το Διαδίκτυο των Πραγμάτων, ιατρικός, βιομηχανικός, εξοπλισμός παρακολούθησης ασφάλειας, έξυπνοι μετρητές, καταναλωτικά ηλεκτρονικά και εφαρμογές MCU χαμηλής ισχύος.Το εύρος υποστηρίζει ένα εκτεταμένο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από - 40 ° C έως + 105 ° C με 3.2 mm x 1,5 mm x 0,9 mm ενσωμάτωση και τυποποιημένες τοποθετήσεις καρφίτσες.
Οι κρύσταλλοι της σειράς FC2012AN 32.768 kHz είναι παρόμοιοι με τις προδιαγραφές της σειράς FC3215AN, αλλά χρησιμοποιούν μικρότερα πακέτα 2,05 mm x 1,2 mm x 0,6 mm και τυποποιημένες αναθέσεις καρφίτ.η σειρά κρυστάλλων FC2012SN (εικόνα 2) είναι κατάλληλη για διάφορες εφαρμογές, όπως φορητές συσκευές MCU, και ασύρματες ενότητες στους τομείς του Διαδικτύου των Πραγμάτων, της ιατρικής περίθαλψης, της βιομηχανίας, της ασφάλειας, των έξυπνων μετρητών, κλπ.