Bez krystalových oscilátorů by neexistovala bezdrátová komunikace, přijímače GPS nebo Ethernet. Rozšiřujeme proto portfolio dodavatelů o renomovaného výrobce ANSEN. Ačkoliv existují nové technologie jako MEMS oscilátory, dominantním zdrojem přesné a stabilní frekvence stále zůstávají krystalové oscilátory.
S rostoucími požadavky na přenosovou rychlost a efektivnější využití rádiového spektra rostou i požadavky na frekvenční stabilitu. Například základnová stanice pro mobilní telefony potřebuje přesnost 50ppb (part per bilion).
Současné mikrokontroléry mají zabudovaný RC oscilátor kalibrovaný ve výrobě a oscilátory pro externí krystaly nebo keramický rezonátor.
Interní RC oscilátor
16MHz interní RC oscilátor v moderních mikrokontrolérech jako například sérii STM32L4 je kalibrován ve výrobě a dosahuje přesnost -2% až 1.5% (-20 000ppm až 15 000ppm) v rozsahu pracovních teplot okolí -40 až 85°C. Postupná změna frekvence s časem není specifikována.
Oscilátor s keramickým rezonátorem
Celková odchylka frekvence za 10 roků: 700ppm+1100ppm+700ppm=2500ppm
Oscilátor s krystalem
Celková odchylka frekvence za 10 roků: 30ppm+30ppm+30ppm=90ppm
Krystalový oscilátor nabízí nejlepší přesnost. Praktický limit pro standardní krystalový oscilátor (XO) je ± 10ppm (tolerance frekvence při 25°C, stabilita frekvence v rozsahu pracovních teplot okolí, změny napájecího napětí, otřesů, vibrací a stárnutí za 1 rok).
Nominální frekvence a zatěžovací kapacita (CL)
Nejpoužívanější topologií je Pierce oscilátor. Krystal se chová jako induktor.
Zatěžovací kapacita CL zkompletuje paralelní rezonanční obvod. Hodnotu CL specifikuje výrobce krystalů. Aby byla frekvence přesná, obvod oscilátoru musí mít stejnou zatěžovací kapacitu, na kterou byl krystal nastaven.
Ekvivalentní sériový odpor (ESR)
Zpětnovazební rezistor transformuje logické CMOS hradlo (invertor) na lineární zesilovač se strmostí Gm=- di/du, výstupní proud zesilovače je tedy úměrný vstupnímu napětí.
Zesilovač musí mít dostatečnou strmost, aby kompenzoval ztráty oscilační smyčky (ESR a proud tekoucí přes CL1, CL2 a parazitní kapacity vývodů do GND) a poskytl energii na rozběh kmitání. Typická Gm je řádově mA/V pro krystaly v MHz rozsahu a uA/V pro 32,768KHz krystaly.
Pro spolehlivý provoz se doporučuje, aby Gm> 5gm_crit.
gm_crit = 4*ESR*(2πF)^2*(C0 + CL)^2 kde
Úroveň buzení
Maximální úroveň buzení určuje výrobce krystalů, obvykle v uW. Překročení této hodnoty může zkrátit životnost krystalu nebo způsobit poškození nadměrnými mechanickými vibracemi. Ansen doporučuje úroveň buzení 100uW. Nižší úroveň buzení může zabránit oscilacím, vyšší úroveň zvyšuje rezonanční frekvenci krystalů s AT řezem.
Více informací naleznete v STM AN2867 a John R. Vig – Quartz Crystal Resonators and Oscillators for Frequency Control and Timing Applications - Tutorial.
Ansen je předním výrobcem produktů pro řízení frekvence. Nabídka zahrnuje krystaly, krystalové oscilátory a keramické rezonátory. Díky nepřetržitému technologickému průlomu a vysoce přesné výrobní technologii se produkty Ansen využívají nejen ve spotřební elektronice a průmyslových odvětvích, ale i v automobilovém průmyslu.
Ansen nabízí:
Do naší skladové nabídky jsme proto zařadili 29 krystalů Ansen v pouzdrech HC-49/US (SMD a TH verze) a 3.2x2.5mm SMD. Nabídku budeme postupně rozšiřovat podle vašich potřeb a požadavků.
Ceny krystalů se zobrazují všem zákazníkům přihlášeným do našeho on-line shopu.
Pokud se zajímáte i o další produkty Ansen nebo se potřebujete poradit, kontaktujte nás prosím na adrese ansen@soselectronic.com
Převzato z webu SOS electronic.