Stabilitatea de frecvență necesară pentru diferite aplicații
● USB de viteză redusă (1,5Mb/s) ±1.5% (15 000ppm)● USB viteză maximă (12Mb/s) ±0.25% (2 500ppm)
● USB de mare viteză (480Mb/s) ±500ppm
● Ethernet 10/100/1000Mb/s ±100ppm (±50ppm la 25°C, ±50ppm pentru alte influențe)
● Wi-Fi 802.11 a/b/g/n, Bluetooth: 20ppm
Având în vedere cererea în creștere pentru rate mai mari de date și utilizare mai eficientă a spectrului radio, cerințele pentru stabilitatea frecvenței cresc, de asemenea. De exemplu, o stație de bază pentru telefoane mobile necesită o acuratețe de 50ppb (parte per miliard).
Oscilatori în microcontrolere
Microcontrolerele actuale au un oscilator RC integrat, calibrat în fabrică și un oscilator pentru un rezonator extern din cristal de cuarț sau din ceramică.
Oscilator RC intern
Oscilatorul RC intern de 16MHz din microcontrolerele moderne, cum ar fi familia STM32L4, este calibrat din fabrică și poate avea o acuratețe totală între -2% și 1.5% (de la -20 000ppm până la 15 000ppm) în plaja de temperatură -40 - 85°C. Nu se specifică deviația în timp.
Oscilator cu rezonator ceramic
● Rezonator ceramic 12MHz, 3,2x1,3x0,7mm, Murata CSTNE12M0GH5L000R0
● Plajă de temperatură ambientală de funcționare: -40...85°C
● Toleranță la frecvență la 25°C: ±0.07%=±700ppm
● Stabilitatea frecvenței la temperatură: ±0.11%=±1100ppm
● Demoralizare : ±0.07%/10 ani la 25°C
Deviația totală a frecvenței în 10 ani: 700ppm+1100ppm+700ppm=2500ppm
Oscilator cu cristal
● Cristal Ansen standard 12MHz, 3.2x2.5x0.75mm: ASX3F-12M-FE180E5
● Plaja temperaturii de funcționare: -40...85°C
● Toleranță la frecvență (25°C): ±30ppm
● Stabilitatea frecvenței la temperatură: ±30ppm
● Demoralizare: ±3ppm/an
● Deviația totală a frecvenței în 10 ani: 30ppm+30ppm+30ppm=90ppm
Oscilatoarele cu cristale cuarț oferă cea mai bună precizie. Limita practică pentru oscilatoare standard cu cristal (XO) este de ±10ppm, incluzând toleranța la frecvență de 25°C, stabilitatea frecvenței la temperatură, schimbarea tensiunii de alimentarea, schimbarea șocului și a vibrației și primul an de demoralizare.
Parametrii importanți ai cristalului
Frecvență nominală și capacitatea electrică (CL)
Cea mai des folosită topologie este Oscilatorul Pierce. Cristalul acționează ca un inductor.
Capacitatea electrică CL închide circuitul rezonant paralel. Valoarea CL este specificată de producătorul cristalului. Pentru mai multă precizie, circuitul oscilatorului trebuie să aibă aceeași capacitate electrică pentru care a fost configurat cristalul.
Rezistența echivalentă în serie (ESR)
Rezistorul de feedback transformă poarta logică CMOS (invertorul) într-un amplificator liniar cu transconductanță Gm = - di/du, astfel curentul de ieșire al amplificatorului este proporțional cu tensiunea de intrare.
Amplificatorul trebuie să aibă o transconductanță suficientă pentru a compensa pierderile din bucla de oscilație (ESR și curentul care trece prin CL1, CL2, și capacitățile parazitare din căile către GND) și să ofere energie suficientă pentru a crea oscialțiile. De obicei Gm este mA/V pentru gama MHz de cristale și uA/V pentru cristalele 32.768KHz.
Pentru o bună funcționare, se recomandă Gm > 5gm_crit.
gm_crit = 4*ESR*(2πF)^2*(C0 + CL)^2 unde
● ESR este rezistența echivalentă în serie
● C0 este capacitate de derivație a cristalului
● CL este capacitatea electrică nominală a cristalului
● F este frecvența nominală la oscilație a cristalului
Nivel de antrenare
Nivelul recomandat sau maxim de antrenare este specificat de producătorul cristalului, de obicei în uW. Depășirea acestei valori poate scurta durata de viață a cristalului sau poate cauza deteriorarea acestuia din cauza vibrațiilor mecanice excesive. Ansen recomandă un nivel de antrenare de 100uW. Un nivel de antrenare mai redus poate preveni oscilațiile, un nivel mai mare sporește frecvența de rezonanță a cristalelor cu tăietură AT.
Puteți găsi mai multe informații în STM AN2867 și John R. Vig – Rezonatori și Oscilatoare cu cristale cuarț pentru controlul frecvenței și aplicații de cronometrare – Un tutorial.
De ce am ales Ansen?
Ansen este lider în producția de produse pentru controlul frecvenței. Oferta lor include cristale de cuarț, oscilatoare cu cristale și rezonatori ceramici. Datorită inovației continue și a unei tehnologii de producție de mare precizie, produsele Ansen nu sunt numai utilizate în electronicele de consum și în sectoarele industriale, dar sunt proiectate și pentru domeniile auto.
Ansen oferă:
1. sistem de management certificat în conformitate cu standardele internaționale ISO 9001, ISO 14001 și IECQ QC 080000
2. fiabilitate excelentă, sudabilitate, histerezis termic, rezistența la vibrații și rezistența la șocuri
3. îmbătrânire lentă și plajă extinsă de temperatură
4. tehnologie de fabricație de înaltă precizie
5. produse ce se conformează standardului de calitate al domeniului auto, compatibile cu AEC-Q200
6. toate produsele se conformează cerințelor RoHS și REACH
Noi am inclus 40 de cristale Ansen în pachete HC-49/US (versiuni SMD și TH) și 3.2x2.5mm SMD în oferta noastră. Treptat ne vom extinde oferta în funcție de cerințele dumneavoastră.
Toți clienții conectați în magazinul nostru online pot vizualiza prețul cristalelor.
Pentru mai multe informații cu privire la produsele Ansen, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați la ansen@soselectronic.com
Vă plac articolele noastre? Dacă da, atunci nu ratați nici unul! Nu trebuie să vă faceți griji în privința modului de livrare. Ne vom ocupa noi de tot pentru dvs.
