Кварцевый генератор это: HTTP status 402 — payment required, требуется оплата

Содержание

Кварцевые генераторы с высокой температурной стабильностью

Температурная стабильность частоты – один из ключевых параметров кварцевых генераторов. Современные термостатированные кварцевые генераторы обеспечивают очень высокую температурную стабильность частоты вплоть до ±1E–11 в широком интервале температур –40…85°C. Столь малые величины изменения частоты требуют некоторых особенностей при измерении и, соответственно, при эксплуатации таких генераторов. В статье рассматриваются особенности эксплуатации подобных генераторов, методики измерения температурной стабильности, а также влияние на нее других факторов.

Одним из основных параметров кварцевых генераторов является температурная стабильность. Существует несколько разных методов ее обеспечения.

  1. Простые кварцевые генераторы (КГ), где температурная стабильность обеспечивается только самим кварцевым резонатором за счет выбора угла среза кварцевого элемента. Температурная стабильность таких генераторов составляет ±10…15E–6 в диапазоне –40…85°C (см. рис. 1).
  2. Термокомпенсированные кварцевые генераторы (ТККГ). В них имеются дополнительные элементы, которые формируют управляющее напряжение, компенсирующее зависимость выходной частоты от температуры. Температурная стабильность таких генераторов составляет ±1…3E–7 в диапазоне –40…85°C (см. рис. 1).
  3. Термостатированные кварцевые генераторы (ТСКГ). В них кварцевый резонатор и основная часть элементов находятся в термостате, поддерживающем постоянную температуру. Температурная стабильность таких генераторов достигает ±1…5E–11 в диапазоне –40…85°C (см. рис. 1).
Рис. 1. Зависимость частоты кварцевых генераторов разных видов от температуры

Далее мы рассмотрим именно термостатированные генераторы, причем только самые высокостабильные.

Сначала детальнее остановимся на базовой конструкции термостатированных генераторов. Как уже упоминалось, в подобных генераторах все чувствительные к изменению температуры элементы находятся внутри термостата, в котором поддерживается постоянная температура (см. рис. 2).

Рис. 2. Схема конструкции термостатированного генератора

Температура внутри термостата устанавливается несколько выше (обычно на 5–15°C) верхней рабочей температуры эксплуатации генератора. Кроме того, она выбирается таким образом, чтобы температурная зависимость резонатора находилась в районе одного из его экстремумов (см. точки LTP и UTP на рисунке 3). Таким образом, обеспечивается минимальное изменение частоты кварцевого генератора в зависимости от температуры окружающей среды.

Рис. 3. Типовая зависимость частоты кварцевого резонатора от температуры

Необходимость поддержания высокой температуры термостатом приводит к следующим отличительным чертам термостатированных кварцевых генераторов:

  1.  Повышенный ток потребления при включении.
    Как только температура внутри термостата достигает заданного уровня, ток потребления существенно уменьшается;
  2.  Необходимость первоначального прогрева.
    Характеризуется точностью установления частоты в заданных пределах за фиксированное время, которое обычно составляет 2–5 мин при температуре 25°C и точности до ±2E–8.

Подобная базовая модель обеспечивает температурную стабильность в диапазоне ±1E–8…±5E–10 в зависимости от конструкции. Существует несколько следующих способов повышения температурной стабильности описанной конструкции:

  1. Использование двойного термостата. В подобных генераторах применяется дополнительный термостат, внутрь которого помещается базовый термостат. Это достаточно эффективный способ, благодаря которому, как правило, достигается стабильность ±1E–10. Однако его применение сопряжено с неизбежными издержками, к которым относятся сравнительно большие габариты и ограничение верхней рабочей температуры эксплуатации генератора из-за необходимости установить большую разницу между рабочей температурой и температурой термостата.
  2. Использование дополнительной температурной компенсации. Итоговая зависимость частоты от температуры базовой конструкции обычно носит более–менее линейный характер, что позволяет относительно просто ее компенсировать. К недостаткам этого метода относится довольно высокая крутизна итоговой зависимости частоты от температуры, что может нивелировать все преимущества. Использование этого метода применительно к термостатированным генераторам обычно позволяет увеличить температурную стабильность до пяти раз.
  3. Наиболее сложный, но дающий наилучшие результаты метод «вылизывания» базовой конструкции. Он заключается в тщательном расчете и продолжительном многоитеративном процессе доработки конструкции конкретного типа генераторов для получения лучшей температурной стабильности, в т. ч. за счет понижения температурных градиентов. Благодаря этому подходу температурная стабильность достигает значений, которыми характеризуются генераторы с двойным термостатированием; при этом сохраняются габариты и, в особенности, высота базовой конструкции.

Для получения эксклюзивно высокой температурной стабильности, достигающей, например, ±1E–11, приходится в полной мере реализовать все описанные выше меры улучшения температурной стабильности.

Как при эксплуатации, так и при измерении параметров генераторов с высокой температурной стабильностью могут возникать дополнительные факторы, влияющие на температурную стабильность. Так, например, выходная частота кварцевых генераторов изменяется с течением времени. При этом крайне важно, сколько времени генератор находился во включенном состоянии. Так, у генераторов, работающих в течение нескольких недель, суточное изменение частоты составляет несколько единиц E–11, а у генераторов, включенных всего один день, эта величина равна нескольким единицам E–10. Нетрудно заметить, что такой вклад заметен при измерении температурной стабильности, тем более когда она мала и сопоставима с таким уходом. Таким образом, при оценке стоит учитывать дрейф частоты генератора. Сделать это довольно просто – необходимо выдержать генератор при некоторой постоянной температуре и фиксировать его частоту. Далее по полученным результатам строится модель ухода частоты с течением времени – для непродолжительных промежутков времени вполне хватит простой линейной модели.

Обычно при испытаниях генераторов с очень высокой температурной стабильностью нам приходится использовать несколько циклов нагрева/охлаждения, чтобы убедиться, что генератор удовлетворяет нормам по температурной стабильности. Влияние дрейфа частоты отчетливо видно по результатам испытаний генератора ГК360-ТС производства АО «Морион».

На рисунке 4 красным цветом показана исходная характеристика, снятая в процессе измерений. Видно, что она обладает линейным наклоном, что связано со старением генератора. Синим цветом показана эта же характеристика, но с вычтенным дрейфом.

Рис. 4. Результат измерения температурной стабильности генератора ГК360-ТС производства АО «Морион» и его обработка

Как уже отмечалось, если для повышения температурной стабильности используется дополнительная компенсация, на итоговой характеристике могут присутствовать отдельные участки с заметной крутизной. Подобная ситуация не явно выражена в случае термостатированных кварцевых генераторов, но очень заметна при использовании рубидиевых генераторов.

На рисунке 5 показаны две разные зависимости частоты от температуры. В первом случае при малом изменении температуры изменение частоты также пропорционально мало. Во втором случае при малом изменении температуры частота меняется в существенно большей мере вплоть до значения температурной стабильности во всем интервале.

Рис. 5. Сравнение зависимости от температуры частоты генераторов с:
а) линейной ТЧХ;
б) сильно меняющейся ТЧХ

Кроме того, из-за компенсации или неудачной конструкции изменения частоты многократно превышают норму при быстром изменении температуры (см. рис. 6).

Рис. 6.
Пример малой реакции на температурный удар для ГК360-ТС

У термостатированных генераторов с высокой температурной стабильностью форма и величина зависимости частоты от температуры при изменении их ориентации меняются с высокой вероятностью. Это происходит из-за конвекции внутри объема генератора. У правильно разработанного генератора такая зависимость должна быть сведена к минимуму и учтена при испытаниях.

Говоря о термостатированных генераторах сверхвысокой стабильности, отдельно следует упомянуть проблемы, возникающие при подстройке частоты генератора с помощью управляющего напряжения. Наличие этой функции напрямую влияет на стабильность генератора. Когда мы говорим о столь малых величинах нестабильности, вклад перестройки становится особо остро заметен. Так, генератор без такой опции обладает большей температурной и кратковременной стабильностью, чем с этой опцией. Например, температурную стабильность генератора без перестройки можно довести до ±1E–11, тогда как с перестройкой эта величина уже составляет ±2E–11. Соответственно, при необходимости обеспечить лучшую температурную стабильность предпочтение отдается системам, в которых допустимо применение генератора без возможности перестройки частоты.

Перестройка обеспечивается либо аналоговой цепью, либо цифровой. Генераторы с цифровым управлением включают в себя ЦАП, и управление частотой осуществляется подачей кода. Управление ЦАП реализуется по протоколам I2C или SPI. При цифровом варианте управления деградация температурной стабильности минимальна, однако при изменении кода управления могут кратковременно ухудшаться нестабильность, и возрастать фазовые шумы.

Еще одним ограничением является минимальный фиксированный шаг перестройки, который зависит от разрядности ЦАП. Для 20‑бит ЦАП он составляет 5E–13…10E–13.

В генераторах с аналоговым управлением для приведения частоты к номиналу на соответствующий вход подается управляющее напряжение (см. рис. 7).

Рис. 7.
Схема включения генератора с аналоговым управлением и общей землей

На земляном выводе генератора возникает падение напряжения, зависящее от протекающего тока нагревательных транзисторов термостата. При таком подключении оно попадает в цепь управления, ухудшает температурную и кратковременную стабильность частоты.

Для уменьшения этого влияния следует уменьшить сопротивление (длину) общей цепи протекающих токов питания генератора и цепи управления. Кардинальным способом является использование разных земель (см. рис. 8). Однако такой способ снижает унификацию генераторов и накладывает достаточно серьезные ограничения на схемотехнику оборудования.

Рис. 8. Схема включения генератора с аналоговым управлением с раздельными землями

Еще одним фактором, который следует учесть при эксплуатации сверхвысокостабильных генераторов, являются применяемые материалы, т. к. при соединении разнородных проводников, спаи которых находятся при разных температурах, в цепи управления возникает термоЭДС, влияющая на температурную стабильность частоты. Чем выше температурная стабильность, тем в большей мере проявляются все описанные эффекты.

Генераторы с высокой температурной стабильностью успешно применяются во многих областях, где требуется очень стабильная частота. Они даже могут посоревноваться с рубидиевыми генераторами в некоторых областях применения благодаря меньшим габаритам и потреблению. Их зависимость частоты от изменения температуры гораздо более линейна и обладает меньшей крутизной. Таким образом, при небольших изменениях температуры окружающей среды линейность существенно лучше, чем у рубидиевых генераторов.

Заметим, что, в отличие от рубидиевых, старение термостатированных кварцевых генераторов происходит быстрее, но в случае крайне малого изменения частоты при изменении температуры влияние этого эффекта можно компенсировать.

Итак, мы рассмотрели особенности конструкции термостатированных генераторов, методы улучшения температурной стабильности и некоторые особенности использования подобных генераторов.

Литература

  1. John  Vig. Quartz Crystal Resonators and Oscillators. Tutorial. US Army Communications-Electronics Research, Development & Engineering Center Fort Monmouth. NJ. USA. March 2004.
  2.  Kotyukov, Y. Ivanov, A. Nikonov. Precise Frequency Sources Meeting the 5G Holdover Time Interval Error Requirement. Microwave Journal. May. 2018.

перевод на английский, синонимы, антонимы, примеры предложений, значение, словосочетания

Ничего — кварцевый генератор мёртв. Nothing — crystal oscillator’s shot.
Кварцевый генератор — это электронная схема генератора , которая использует пьезоэлектрический резонатор, Кристалл, в качестве своего частотно-определяющего элемента. A crystal oscillator is an electronic oscillator circuit that uses a piezoelectric resonator, a crystal , as its frequency — determining element.
Кэди построил первый кварцевый генератор в 1921 году. Cady built the first quartz crystal oscillator in 1921.
Схема Мичема включала кварцевый генератор и лампу на мосту Уитстоуна. Meacham’s circuit included a quartz crystal oscillator and a lamp in a Wheatstone bridge.
Кварцевый генератор или резонатор был впервые разработан Уолтером Гайтоном Кэди в 1921 году. The quartz oscillator or resonator was first developed by Walter Guyton Cady in 1921.
Одним из наиболее распространенных пьезоэлектрических применений кварца сегодня является кварцевый генератор . One of the most common piezoelectric uses of quartz today is as a crystal oscillator .
В большинстве случаев используется кварцевый генератор , но можно использовать и другие резонаторы и источники частоты. In most applications, a crystal oscillator is common, but other resonators and frequency sources can be used.
Генератор Пирса-это тип электронного генератора , который особенно хорошо подходит для использования в пьезоэлектрических цепях кварцевых генераторов . The Pierce oscillator is a type of electronic oscillator particularly well — suited for use in piezoelectric crystal oscillator circuits.
Это означает, что кварцевые часы, фильтр или генератор остаются точными. This means that a quartz clock, filter or oscillator remains accurate.
Они также часто объединены в один пакет с цепью кварцевого генератора , показанной на правой стороне. They are also often incorporated in a single package with the crystal oscillator circuit, shown on the righthand side.
Большинство современных компьютеров имеют два кварцевых генератора , один для часов реального времени и один для основного процессора; truerand использует этот факт. Most modern computers have two crystal oscillators , one for the real — time clock and one for the primary CPU clock; truerand exploits this fact.
Как правило, ВМТ использует опорную частоту кварцевого генератора для обеспечения хорошей долгосрочной стабильности. Typically a TDC uses a crystal oscillator reference frequency for good long term stability.
Наша картина кварцевого генератора Кольпиттса хороша, но кто-то, вероятно, должен отредактировать ее, чтобы обеспечить подтягивание резистора от коллектора транзистора к Vcc. Our picture of a Colpitts crystal oscillator is nice, but someone should probably edit it to provide a pull up resistor from the collector of the transistor to Vcc.
Выдающимся примером таких сложных микросхем является микропроцессор, центральный компонент современных компьютеров, который опирается на часы от кварцевого генератора . The preeminent example of such complex chips is the microprocessor, the central component of modern computers, which relies on a clock from a crystal oscillator .
Этот другой вход называется эталонным и обычно выводится из кварцевого генератора , который очень стабилен по частоте. This other input is called the reference and is usually derived from a crystal oscillator , which is very stable in frequency.
Другие ранние новаторы в кварцевых кварцевых генераторах включают Г. В. Пирса и Луиса Эссена. Other early innovators in quartz crystal oscillators include G. W. Pierce and Louis Essen.
Излучение также вызвало фазовые сдвиги в сверхстабильном кварцевом генераторе Галилея. The radiation also caused phase shifts in Galileo’s ultra — stable quartz oscillator .
Уоррен Маррисон создал первые кварцевые генераторные часы, основанные на работе Кэди и Пирса в 1927 году. Warren Marrison created the first quartz oscillator clock based on the work of Cady and Pierce in 1927.
Пьезоэлектрические резонаторы продаются как отдельные компоненты для использования в цепях кварцевых генераторов . Piezoelectric resonators are sold as separate components for use in crystal oscillator circuits.
Glrx, мне кажется, в статье должно быть что-то сказано о малом диапазоне настройки кварцевых генераторов . Glrx, it seems to me the article should say something about the small tuning range of crystal oscillators .
Благодаря использованию прецизионных кварцевых генераторов для своей временной базы цифровые системы не подвержены воздействию wow и flutter. Owing to their use of precision crystal oscillators for their timebase, digital systems are not subject to wow and flutter.
Его передатчик, теперь непосредственно управляемый кварцевым генератором , был перенесен в Колледж-Парк, штат Мэриленд. Its transmitter, now directly controlled by a quartz oscillator , was moved to College Park, Maryland.
Специально для этой цели продаются кварцевые генераторы с частотой 1,843200 МГц. Crystal oscillators with a frequency of 1.843200 MHz are sold specifically for this purpose.
Кварцевые кварцевые генераторы были разработаны для высокостабильных частотных эталонов в 1920-1930-х годах. Quartz crystal oscillators were developed for high — stability frequency references during the 1920s and 1930s.
Хотя кварцевые генераторы по-прежнему чаще всего используют кварцевые кристаллы, устройства, использующие другие материалы, становятся все более распространенными, например керамические резонаторы. Although crystal oscillators still most commonly use quartz crystals , devices using other materials are becoming more common, such as ceramic resonators.
Являются оптико-электронный, три-и тет Робинсон типы осцилляторов для RC, LC или кварцевые генераторы ? Are opto — electronic, Tri — tet and Robinson oscillators types of RC, LC or crystal oscillators ?
Ссылки на высокостабильные кварцевые генераторы часто помещают Кристалл в печь и используют входное напряжение для тонкого управления. High stability crystal oscillator references often place the crystal in an oven and use a voltage input for fine control.
Джордж Вашингтон Пирс разработал и запатентовал кварцевые кварцевые генераторы в 1923 году. George Washington Pierce designed and patented quartz crystal oscillators in 1923.
Следовательно, синтезаторы используют стабильные и точные опорные частоты, такие как те, которые обеспечивают кварцевые генераторы . Consequently, synthesizers use stable and accurate reference frequencies, such as those provided by crystal oscillators .
Генераторы с кварцевым управлением более стабильны, чем Генераторы с индуктивным и емкостным управлением. Crystal controlled oscillators are more stable than inductively and capacitively controlled oscillators .

Кварцевый генератор на «нестандартных» частотах

РадиоМир 2005 №10

Обычно в литературе кварцевые генераторы (КГ) рассматриваются работающими либо на основной частоте кварца, либо на его механических гармониках (обычно нечетных). Однако кварц, как и любой другой пьезоэлектрик, будучи твердым телом, может совершать колебания на целом ряде частот, которые зависят от его конфигурации, способа токоподвода, метода крепления, наличия микродефектов и пр. Большинство из таких частот считаются паразитными. Все известные схемы КГ на этих частотах не работают, несмотря на то, что такие частоты четко выявляются даже простейшими методами исследований. С одной стороны, это следует рассматривать как несомненное достоинство таких схем КГ, поскольку есть уверенность, что генератор будет работать либо на первой (основной) гармонике, либо на механической (нечётной). С другой стороны, это значительно ограничивает количество стабильных частот, которые можно получить с помощью данного кварца. Логично предположить, что при работе кварца на так называемых «паразитных частотах» получается примерно такая же стабильность частоты генерируемых колебаний, как и на обычно используемых (стандартных).


Рис.1 Схема кварцевого генератора

Рассмотрим в первом приближении реализацию идеи использования «скрытых» возможностей кварцев (рис.1). Если убрать кварц ZQ1 и паразитную ёмкость монтажа Сп из этой схемы, получается известная схема LC-генератора. Барьерный LC-генератор выбран только для того, чтобы амплитуда колебаний на ненагруженном кварце не была бы чрезмерной. Перестройка по частоте производится с помощью КПЕ С1. Перестройка по частоте должна осуществляться на несколько мегагерц выше и ниже частоты, обозначенной на корпусе кварца. Так, например, если на корпусе кварца написано 20 МГц, то диапазон перестройки при отсутствии ZQ1 должен быть 18. .22 МГц. Если подключить к схеме кварц и вновь попробовать перестроить частоту с помощью С1, то с помощью частотомера можно обнаружить резкое возрастание стабильности генерируемых колебаний на некоторых частотах. При этом наблюдается «захват» частоты LC-генератора кварцем, и перестройка С1 (в некоторых пределах) практически не влияет на частоту генерируемых колебаний. Пройдя весь диапазон частот за счёт изменения ёмкости С1, можно наблюдать «захват» на целом ряде частот (где наблюдается «кварцевая» стабильность частоты). Следует отметить, что «захват» частоты происходит на тех частотах, которые при обычном подходе классифицировались бы как паразитные. Например, один кварц импортного производства производил «захват» на частотах 20,168 МГц; 20,374 МГц и других, несмотря на то что на корпусе его было указано значение «20.000 MHz». Интересно, что в «классических» схемах кварцевых генераторов такой кварц работал обычным образом, генерируя на частотах, весьма близких к указанному значению 20,000 МГц. Таким образом, данный кварц в «классических» схемах будет работать только на одной частоте — 20,000 МГц, тогда как предлагаемая схема (рис.1) позволяет ему работать, как минимум, ещё на двух других частотах!

Рассматривая работу кварцев и на механических гармониках таких паразитных резонансов, мы ещё более расширим количество генерируемых частот (точнее, узких диапазонов частот), получаемых от одного кварца. В схеме на рис.1 кварц можно подключать не только к L1, но и к эмиттерам VT1, VT2. В большинстве случаев проявляются те же эффекты. Кварцы, выпущенные еще в «СССР-ные времена», часто вообще не работают на паразитных частотах, что свидетельствует об их высоком качестве (особенно это характерно для кварцев на частоту до 5…10 МГц). Большинство импортных дешёвых кварцев, используемых обычно в радиолюбительской практике, «с удовольствием» работают на частотах паразитных резонансов.


Рис.2 Подключение «кварца» одним выводом

Величина Сп, достаточная для «захвата» частоты кварцем, столь мала, что кварц можно подключить к схеме даже одним выводом (рис.2). Это дает огромную добротность используемого кварца. Такую схему можно назвать «одноточечной схемой КГ». Любые кварцы изначально предназначены для работы в классических схемах, поэтому такое включение для них, естественно, не предполагалось, и некоторые из них в предлагаемой схеме могут не работать на частотах, близких к указанной на корпусе.


Рис.3 Эквивалентная схема «одноточечного» генератора

Эквивалентная схема «одноточечного» генератора показана на рис.3.

 

B.APTEMEHKO, UT5UDJ, г.Киев.

Добротность — кварцевый резонатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Добротность — кварцевый резонатор

Cтраница 1

Добротность кварцевого резонатора достигает сотен тысяч, тогда как добротность LC-контура не превышает нескольких сотен единиц. Высокая механическая прочность и слабая зависимость свойств кварца от температуры обусловливают высокую эталонность кварцевых резонаторов.  [1]

Добротность кварцевого резонатора при этом, как правило, уменьшается, в результате чего ухудшается стабильность частоты.  [2]

Рассмотрим изменение добротности QK кварцевого резонатора рис. 1.4) при уменьшении размеров пластины.  [3]

Это означает, что добротность кварцевого резонатора на третьей и пятой гармониках более высокая, что дает возможность получить более высокую стабильность генерируемой частоты. Кроме того, в автогенераторах с f 15 мГц можно обеспечить более точное значение номинала генерируемой частоты, что особенно важно для эталонных кварцевых генераторов.  [4]

Из (2.10) видно, что кратковременная нестабильность частоты будет тем меньше, чем больше добротность кварцевого резонатора и мощность, рассеиваемая на нем. Следовательно, когда необходима высокая кратковременная стабильность частоты, а долговременная стабильность может быть невысокой, целесообразно выбирать режим работы генератора с большой мощностью рассеивания на кварцевом резонаторе и, следовательно, с большим запасом по возбуждению и с большой связью кварцевого резонатора с активным элементом схемы.  [5]

Кривые 5 и 6 для частот резонаторов 12 и 6 МГц соответственно представляют собой практические кривые изменения добротности кварцевых резонаторов. Из анализа кривых видно, что на более высоких частотах при уменьшении размеров пластины добротность менее уменьшается, чем на более низких частотах. Это обусловливается большим влиянием потерь в кварцевом резонаторе при низких частотах за счет системы крепления пластины.  [6]

К — постоянная Больцмана; Т — температура в градусах Кельвина; q — шум-фактор транзистора; / — частота кварцевого генератора; Ркв — мощность колебаний, рассеиваемая на кварцевом резонаторе; Рвх — мощность сигнала на входе усилителя; Qm — добротность кварцевого резонатора; QK — добротность контура задающего генератора; бус — добротность контуров усилителя.  [8]

В схемах данного типа удается возбуждать колебания на очень высоких гармониках кварцевого резонатора, что позволяет без умножения частоты стабилизиро-нать волны метрового и даже дециметрового диапазонов. При этом интересно отметить, что вплоть до 5 — — 7 — й гармоник добротность кварцевых резонаторов возрастает.  [9]

Если в генераторах с электронной связью удается обычно выделять вторую-третью гармоники основного колебания кварца, то в схемах последнего типа удается возбуждать очень высокие ( до 41 — й механической) гармоники кварца, что позволяет без умножения частоты стабилизировать волны метрового и даже дециметрового диапазонов. При этом интересно отметить, что вплоть до 7 — й — 9 — й гармоник добротность кварцевых резонаторов возрастает.  [11]

Кварц является пьезоэлектриком; это позволяет возбуждать акустические колебания электрическим способом. В таком распространенном устройстве, как кварцевый генератор, резонатор включен в электрическую цепь для стабилизации частоты. Добротность кварцевого резонатора достигает очень высоких значений ( до Q — 10е) при высокой температурной стабильности. Это свойство широко используется в радиоэлектронике, в частности в системах связи. Предельные частоты составляют около 50 МГц; ограничение связано с тем, что на высоких частотах приходится использовать очень тонкие и поэтому очень хрупкие кристаллы.  [12]

K, определяемая потерями энергии при колебаниях. В состав потерь входят: потери собственно в кварце, потери в материалах электродов, потери на акустическое излучение в окружающую среду, потери на границе колеблющегося элемента и неподвижных элементов крепления, потери во входном элементе присоединяемой электрической схемы. Теоретическая добротность кварцевых резонаторов, если учитывать только потери в кварце, может достигать значения, определяемого из соотношения Qfr — 1 2 — Ю13; реальные добротности зависят от конструкции резонаторов.  [13]

Для обеспечения лучшей стабильности целесообразно использовать частоту его последовательного резонанса. Если этого не сделать, то существенно уменьшится добротность кварцевого резонатора, а чем эта добротность ниже, тем меньше крутизна фазовой характеристики вблизи резонансной частоты кварца.  [15]

Страницы:      1    2

13. Генераторы гармонических колебаний

Генератором гармонических колебаний называют устройство, создающее переменное синусоидальное напряжение при отсутствии входных сигналов. Генератор преобразует энергию источника постоянного напряжения в энергию переменного входного сигнала.

Различают два режима возбуждения генератора: самовозбуждение (мягкий режим) и с внешним начальным сигналом (жесткий режим).

RC-генераторы с мостом Вина. Мостом Вина обычно называют схему, приведенную на рис. 13.1.

Рис. 13.1. Мост Вина

При частоте входного сигнала, равной резонансной частоте f0, напряжение на выходе uвыхравно нулю (при ненулевом входном напряжении uвх). Резонансная частота определяется выражением

.

В реальных схемах генераторов для поддержания колебаний необходимо, чтобы на частоте колебаний напряжение uвых несколько отличалась от нуля. Поэтому реально мост работает с некоторым рассогласованием, когда отношение сопротивлений R1/R2 несколько отличается от 2 (более точно R1/R2>2).

Схема генератора на операционном усилителе с очень простой схемой автоматической стабилизации амплитуды, которую обеспечивают диоды, представлена на рис. 13.2. Пунктиром показан усилитель, представляющий из себя ОУ, охваченный цепью отрицательной обратной связью (ООС) и имеющий коэффициент усиления К. С помощью частотно-зависимой RC-цепи (упрощенный мост Вина) этот усилитель охвачен цепью положительной обратной связи.

Рис. 13.2. Генератор на ОУ с мостом Вина и стабилизатором

амплитуды на диодах

На частоте f0 коэффициент передачи упрощенного моста Вина β=1/3. Для соблюдения условия баланса амплитуд необходимо, чтобы К·β≥1, т.е. R1+R2≥2R3.

При практическом применении подобных генераторов нагрузку часто желательно подключать через дополнительный буферный усилительный каскад.

Кварцевые генераторы. Основой генераторов составляют кварцевые резонаторы. Кварцевый генератор – это пластинка кварца, закрепленная определенным образом в кварцедержателе и представляющая собой электромеханическую колебательную систему. Эти резонаторы относятся к пьезоэлектрическим элементам, принцип действия которых основан на использовании прямого и обратного пьезоэффекта. При анализе схемы с кварцевым резонатором (рис. 13.3,а) его удобно заменить эквивалентной схемой (рис. 13.3,б).

Рис. 13.3. Схема кварцевого резонатора (а) и его эквивалентная схема (б)

В эквивалентной схеме могут иметь место и параллельный, и последовательный резонанс. На практике используют оба вида резонанса.

На частоте последовательного резонанса

резонатор имеет минимальное сопротивление RК. Частота параллельного резонанса

.

В диапазоне частот между ωк и ω0 резонатор ведет себя как некоторая индуктивность.

Кварцевые резонаторы характеризуются высокой стабильностью и добротностью (Qк=104 ÷ 105). Использование кварцевых резонаторов позволяет снизить относительное изменение частоты генераторов до очень малых значений (10–6 ÷ 10–9).

Упрощенная схема кварцевого генератора на основе операционного усилителя при использовании последовательного резонанса (рис. 13.4).

Рис. 13.4. Кварцевый генератор с ОУ с последовательным резонансом

На частоте последовательного резонанса в схеме имеет место сильная положительная обратная связь, что и поддерживает автоколебания.

Преимущества кварцевого генератора

Вы предпочитаете кварцевые часы или механические? Вы можете услышать, как некоторые поклонники часов говорят, что у кварцевых часов нет души или искусства. Но одна вещь, которую они не могут отрицать, — это превосходная точность кварцевых часов.

Секрет точности кварцевых часов не что иное, как сам кварц. Кварц является центральной частью кварцевого генератора внутри часов.

Эта электронная схема производит точные электрические колебания благодаря пьезоэлектрическим свойствам кварца.Это обрабатывает синхронизирующий сигнал часов.

Существуют и другие типы электронных генераторов, такие как RC- и LC-генераторы. В схемах синхронизации кварцевые генераторы имеют преимущество. Узнайте больше о преимуществах ниже.

Стабильность

Стабильность — одно из самых важных требований к любому генератору. Это относится к способности генератора генерировать постоянную частоту в различных условиях.

На стабильность частоты влияет несколько факторов.К ним относятся колебания температуры, напряжения питания и нагрузки.

Вот где сияет этот тип осциллятора. В LC и RC вы можете улучшить стабильность путем тщательного подбора компонентов схемы.

Тем не менее, стабильность частоты заложена в самом кристалле. Это связано с большой механической прочностью некоторых кристаллов, таких как кварц.

Температура и другие факторы все еще могут влиять на частоту генераторов. Мы используем несколько конструкций, чтобы уменьшить эти эффекты.Некоторые примеры включают управление печью (OCXO), регулирование температуры (TCXO) и управление напряжением (VCXO).

Высокая добротность

Фактор добротности или коэффициент качества описывает, насколько «недодемпфированы» генераторы. Генераторы с высокой добротностью вымирают медленнее. Это означает, что вам нужно меньше энергии для поддержания постоянной частоты сигнала.

Высокая добротность свидетельствует о превосходной эффективности этих генераторов.

Настройка частоты и диапазон

Вы можете настроить частоту вибрации кристалла.Это делается путем точной резки кристалла до определенной толщины, размера и формы. Частоты могут варьироваться от нескольких килогерц до более ста мегагерц.

Низкий фазовый шум

Фазовый шум — еще одна важная характеристика генератора. Фазовый шум — это случайные кратковременные колебания в частотной области. В системах связи фазовый шум может снизить качество сигнала.

Фазовый шум создается усилением общего шума в цепи.Это создаст несколько тонов в разных фазах.

Кристалл в основном колеблется по одной оси, поэтому преобладает только одна фаза. По этой причине кварцевый генератор может иметь очень низкий фазовый шум.

Кварцевый осциллятор компактен и недорог

Удачи в поиске механических часов, таких же точных, как кварцевые, которые не опустошат ваш банковский счет. Компактный размер и дешевизна кристаллов обуславливают их применение в различных отраслях промышленности.

Любой продукт, требующий точной синхронизации и измерения, может использовать преимущества этих генераторов.Мы видим их в потребительских устройствах, таких как смартфоны и персональные компьютеры. Они также применяются в военной, аэрокосмической, медицинской и исследовательской областях.

Свяжитесь с нами, если у вас есть общие вопросы или если вы хотите запросить предложение или образцы.

Кристаллический осциллятор против резонатора

Существуют различные резонаторы, которые используются для огромного количества приложений в области электроники. В этом списке резонаторов в основном используются два материала: кристалл кварца и керамика (производство керамического резонатора).Кристалл кварца используется в кварцевом генераторе, а керамика используется в керамическом резонаторе . Оба они имеют одну и ту же цель — генерировать частоту колебаний за счет вибрации, когда на них подается входное напряжение. Но у них также есть некоторые различия, которые их разделяют, и в результате у них разные приложения.

 

Что такое кварцевый осциллятор?

Генератор представляет собой схему, которая генерирует частоту с помощью настроенной схемы , и эта генерируемая частота называется частотой колебаний.Точно так же кварцевый генератор представляет собой электронную схему или устройство, которое используется для генерации стабильной частоты с помощью кварца вместо настроенной схемы. Кристалл, когда вибрирует, действует как резонатор и в результате генерирует колебательную частоту. Схема резонатора использует кристалл для генерации колебаний, что привело к названию Crystal Oscillator . Символ и схема кварцевого генератора показаны ниже:

 

 

Узнайте больше о кварцевом резонаторе и кварцевом генераторе здесь.

 

Что такое керамический резонатор?

Подобно кварцевому генератору, Керамический резонатор также представляет собой электронную схему или устройство, используемое для генерации выходной частоты колебаний с помощью керамики в качестве резонирующего пьезоэлектрического материала. Материал может иметь два или более электрода, которые при подключении к цепи генератора получают механическую вибрацию, в результате чего генерируется колебательный сигнал определенной частоты.Схема резонатора аналогична схеме кварцевого генератора и показана ниже:

 

Когда резонатор работает, механические вибрации создают колебательное напряжение из-за пьезоэлектрического материала, т. е. керамики, и затем колебательное напряжение подается на электроды в качестве выхода. Обратная концепция используется в случае обратного пьезоэлектрического эффекта.

 

Кварцевый осциллятор против резонатора

Хотя они оба имеют одинаковую процедуру работы и генерируют частотные колебания на выходе, они имеют некоторые различия в свойствах, из-за которых во многих случаях осциллятор заменяет резонатор, а именно:

  • Диапазон частот — Кварцевый генератор имеет гораздо более высокую добротность, чем у керамического резонатора, благодаря чему кварцевый генератор имеет диапазон частот от 10 кГц до 100 МГц, в то время как диапазон частот керамического резонатора варьируется от 190 кГц до 50 МГц.

 

  • Выход — Кварцевый генератор обеспечивает высокую стабильность выходной частоты, а керамический резонатор также обеспечивает стабильность выходной мощности, не такую ​​хорошую по сравнению с кварцевым генератором.С точки зрения точности выходной частоты кварцевый генератор обеспечивает гораздо более точный выходной сигнал, чем керамический резонатор, для которого такие параметры, как температура, являются чувствительным элементом. Точность для генератора составляет 10–1000 частей на миллион, а для резонатора — 0,1–1%.

 

  • Эффект, обусловленный параметрами — Для керамического резонатора толщина керамического материала будет определять выходную резонансную частоту, в то время как для кварцевых генераторов выходная резонансная частота зависит от размера, формы, эластичности и скорости звука в материале.Кварцевый осциллятор имеет очень низкую зависимость от температуры, то есть он очень стабилен даже при изменении температуры, а керамический резонатор немного больше зависит от температуры, чем кварцевый осциллятор. Для кварцевого генератора выходные характеристики зависят от режима вибрации и угла, под которым срезается кристалл, в то время как в резонаторе в основном имеет значение толщина.

 

  • Допуск и чувствительность — Кварцевый осциллятор имеет меньшую устойчивость к ударам и вибрации, в то время как керамический резонатор имеет сравнительно высокую устойчивость.Кварцевый генератор имеет низкую устойчивость к электростатическому разряду (ESD), в то время как керамический резонатор имеет высокую устойчивость к ESD. Осцилляторы более чувствительны, чем резонаторы, чувствительность можно сравнить по излучению. Кварц имеет допуск по частоте 0,001%, в то время как PZT имеет допуск 0,5%.

 

  • Зависимость от конденсатора — Резонаторы могут иметь внутренние конденсаторы или иногда нуждаться во внешних, в то время как осциллятору нужны внешние конденсаторы, и их значение зависит от того, с каким кристаллом он предназначен для работы.

 

  • Используемый материал — кварцевый генератор изготовлен из кварца в качестве материала пьезоэлектрического резонатора, а керамические резонаторы изготовлены из титаната свинца-циркония (PZT), который известен как высокостабильный пьезоэлектрический керамический материал. Кристаллический осциллятор сложен в изготовлении, а керамический резонатор прост в изготовлении.

 

  • Применение — Керамические резонаторы используются в микропроцессорах, где стабильность частоты не важна, в то время как кварцевый осциллятор можно найти во всем, от телевизоров до детских игрушек, которые имеют электрические компоненты.Резонаторы хороши для низкоскоростной связи через последовательный порт, в то время как кварцевые генераторы имеют частоты, доступные для поддержки высокоскоростной последовательной связи. Резонаторы не имеют частот, доступных для связи через высокоскоростной последовательный порт. С точки зрения приложений, основанных на часах, резонаторы не очень подходят для часов реального времени / хронометража / настенных часов, в то время как генераторы могут подойти для хронометража / RTC / настенных часов, если они настроены с переменным конденсатором, ожидайте дрейфа в несколько минут в год, если нет настроен.
ИС кварцевого генератора

| Микроустройства Ниссинбо

ИС основного генератора

от от от от от от от от от от от от от от от от
Номер детали Технический паспорт Напряжение Регулятор Колебания частота [МГц] В ДД [В] I ДД @V ДД =3.3В[мА] Разделитель Выход Схема упаковки Размер чипа Размер чипа
10 50 100 150
НОВИНКА NJU6385 —- —- —- 50 1.от 62 до 3,63 5,5 (тип.) C-MOS ДФН6-Г1(ЭСОН6-Г1) Для специального высококачественного звука
Звук
Серия NJU6212 Да —- —- —- —— 60 1.от 62 до 3,63 5(тип.) до f 0 /8 C-MOS Чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6221 Да —- —- —— 60 1.от 62 до 3,63 2 (тип.) до f 0 /64 C-MOS Тонкий чип/пластина 0,73×0,63 мм
Серия NJU6222 —- —- —- 50 1.от 62 до 3,63 5,5 (тип.) до f 0 /2 C-MOS Тонкий чип/пластина 0,58×0,5888 мм Для специального высококачественного звука
Звук
Серия NJU6229 Да *32,768 кГц 1.от 62 до 3,63 1,45 мкА (тип.) C-MOS Тонкий чип/пластина 0,53×0,53 мм
Серия NJU6311 —- —- —- 50 2.от 0 до 5,0 8 (макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип/VSP10 0,7×0,95 мм
Серия NJU6321 —- —- —- 50 3.от 0 до 6,0 10 (макс.) при 5 В до f 0 /8 C-MOS Чип/EMP8/VSP8 1,21×0,8 мм
Серия NJU6322 —- —- —- 50 3.от 0 до 6,0 10 (макс.) при 5 В до f 0 /8 ТТЛ Чип/EMP8 1,24×0,8 мм
Серия NJU6323 —- —- —- 50 3.от 0 до 6,0 10 (макс.) при 5 В до f 0 /8 C-MOS Чип/EMP8 1,28×0,8 мм
Серия NJU6324 —- —- —- 50 3.от 0 до 6,0 10 (макс.) при 5 В до f 0 /8 C-MOS Чип/EMP8 1,24×0,8 мм
Серия NJU6360 —- —- —- 50 2.от 7 до 5,5 8 (макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6363 —- —- 40 1.от 5 до 3,6 2,5 (макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6364 —- —- —- —— 60 2.от 0 до 3,6 3,5 (макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6365 —- 32 1.от 8 до 3,6 1,5 (макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6366 —- —- —- 50 2.от 0 до 5,5 6 (макс.) при 3 В до f 0 /8 C-MOS Тонкий чип/SOT-23-6-1 0,67×0,75 мм
Серия NJU6367 —— —- —- —- 50 2.от 0 до 5,5 6 (макс.) при 3 В до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Серия NJU6368 —- —- —- 50 2.от 7 до 5,5 8 (макс.) до f 0 /8 C-MOS Тонкий чип/SOT-23-6-1 0,67×0,75 мм
Серия NJU6369 —— —- —- —- 50 1.от 5 до 3,6 5(макс.) до f 0 /32 C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм

3-й. ИС генератора овертона

Номер детали Технический паспорт Напряжение Регулятор Версия продукта Колебания частота [МГц] В ДД [В] I ДД @V ДД =3.3В[мА] Разделитель Выход Схема упаковки Размер чипа
10 50 100 150
NJU6227 Серия Да х 1 от 40 до 50 1.от 62 до 3,63 3,1 (тип.) C-MOS Тонкий чип
/ пластина
0,73×0,63 мм
x2 от 50 до 60 3.6(тип.)
x3 —- от 60 до 85 от 2,25 до 3,63 7,0 (тип.)
x4 ←- —- от 85 до 110 7,8 (тип.)
x5 —- от 110 до 130 8.2(тип.)
x6 —- —- от 130 до 160 9.2(тип.)
NJU6376 Серия Г от 30 до 40 2.от 2 до 5,5 8 (макс.) при 3 В C-MOS Чип
/СОТ-23-6-1
0,7×0,75 мм
Н от 40 до 50 10 (макс.) @3В
Дж от 50 до 60 11 (макс.) при 3 В
К от 60 до 75 12 (макс.) @3В
NJU6377 Серия Э от 30 до 40 2.от 2 до 5,5 8 (макс.) при 3 В C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Ф от 40 до 50 10 (макс.) @3В
Г от 50 до 60 11 (макс.) при 3 В
Н от 60 до 75 12 (макс.) @3В
Дж ←- от 45 до 55 11 (макс.) при 3 В
К от 40 до 50 11(макс.) @3В
NJU6394 Серия А ←- от 75 до 90 1.от 6 до 3,6 6 (тип.) при 1,8 В C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
Б от 90 до 105 7(тип.) @1,8 В
С ←- от 105 до 125 8 (тип.) при 1,8 В
NJU6396 ←- —- от 135 до 166 2.от 7 до 3,6 27 (тип.) при 3,3 В C-MOS Тонкий чип 0,7×0,75 мм
NJU6397 Серия А —- от 70 до 90 2.от 3 до 3,6 13 (тип.) при 3,3 В C-MOS Тонкий чип
/ пластина
0,7×0,75 мм
Б —- от 90 до 110 13(тип.) @3,3 В
С —- от 110 до 135 18 (тип.) при 3,3 В
НДЖУ6397Д —- от 100 до 125 2.от 25 до 2,75 13 (тип.) при 2,5 В C-MOS Тонкий чип
/ пластина
0,7×0,75 мм

VCXO ИС

Номер детали Технический паспорт Напряжение Регулятор Колебания частота [МГц] В ДД [В] I ДД @V ДД =3.3В[мА] Разделитель Выход Схема упаковки Размер чипа
10 50 100 150
НДЖМ2555 —- —- —- от 120(240) до 160(640) 3.от 0 до 3,6 50 (тип.) при 3,3 В LVPECL
Эквивалент
Чип
/SSOP10
1,6×2,0 мм

Хрустальный генератор часов

Поделиться

НАЧАТЬ ПОИСК ПРОДУКТА «ЧАСОВОЙ ГЕНЕРАТОР»

Кварцевый тактовый генератор (иногда называемый «стандартным кварцевым генератором» или SPXO) представляет собой кварцевый кварцевый генератор, работающий по принципу «подключи и работай».Он сочетает в себе кварцевый резонатор и схему генератора в одном корпусе, чтобы обеспечить полностью функционирующую автономную схему генератора. Они используются во многих телекоммуникационных, промышленных и потребительских приложениях. Широкий ассортимент кварцевых генераторов тактовых импульсов IQD доступен в диапазоне напряжений до 1,8 В и в корпусах различных размеров, включая миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD) и сквозные корпуса. Наши маломощные генераторы особенно подходят для использования в портативных устройствах с батарейным питанием.Мы также предлагаем модели с низким джиттером и низким фазовым шумом, а также множество альтернативных выходов, включая CMOS, HCMOS, ACMOS, LVPECL, LVDS и TTL. Кроме того, наш ассортимент заводских программируемых генераторов обеспечивает очень короткие сроки изготовления до 3 дней для нестандартных частот и доступен в различных размерах и спецификациях.

Ассортимент автомобильных тактовых генераторов

IQD подходит для большинства автомобильных приложений и доступен для AEC-Q200, а TS16949 доступен с уровнями PPAP от 1 до 5.Типичные области применения автомобильных генераторов IQD включают датчики ABS и подушек безопасности, блоки управления двигателем (ECU), высокоскоростные автомобильные сети и приемники системы контроля давления в шинах (TPMS).

Как предыдущее подразделение Rakon, IQD поддерживает тесные партнерские отношения в качестве глобального торгового партнера, поставляющего Rakon широкий спектр высокопроизводительных и надежных кварцевых генераторов (XO). Линейка высокопроизводительных XO отличается низким джиттером, низким фазовым шумом и возможностью выбора выходной частоты; эти функции делают их идеальными для приложений на рынках глобального позиционирования и телекоммуникаций.Серия XO с высокой надежностью устойчива к ударам и вибрации в суровых условиях, а профиль технических характеристик делает ее отличным решением для космических и оборонных приложений.

Наши страницы с технической информацией содержат ряд замечаний по применению тактовых генераторов, включая «Управление частотой для телекоммуникаций», «Джиттер и фазовый шум» и «Температурная компенсация Pluto™».

Технические описания наших генераторов доступны на странице параметрического поиска тактового генератора.

В нашей таблице параметрического поиска у вас есть возможность просмотреть/отфильтровать наши биржевые осцилляторы. Для того, чтобы просмотреть запас для определенного номера детали, вам необходимо создать учетную запись/войти.

Crystal Oscillators

Нажмите здесь, чтобы перейти на нашу страницу об осцилляторах

Нажмите здесь, чтобы перейти на нашу (скромную) главную страницу, посвященную фазовому шуму

.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть отличные видео об основах фазового шума (новинка ноября 2021 г.)

Кто-то указал нам, что у Wenzel Associates есть отличная веб-страница, посвященная кварцевым генераторам, включая несколько отличных загрузок.Проверьте их, нажав здесь, чтобы увидеть библиотеку Wenzel!

Вот потрясающее, 40-минутное видео об изготовлении смертельно точных пьезоэлектрических пластин для радиосвязи из необработанных кристаллов во время Второй мировой войны. Спасибо Керри за то, что поделились этим! Если вы думаете, что выравнивание направления кристаллов, распиловка и полировка пластин были разработаны в «современную» кремниевую эпоху, вы ошибаетесь. Посмотрите это видео, и если вы ничего не узнаете, свяжитесь с Неизвестным редактором, и он вернет вам оставшуюся плату за подписку на Microwaves101.

Зацените, никто в этом видео не слишком велик, как если бы вы сегодня снимали фабрику в США (особенно если бы вы снимали фильм на фабрике чизкейков…)

Кристаллы идут на войну

Вот несколько комментариев по технике безопасности от Стива, просмотревшего видео:

Помимо средней массы рабочих, в видео мне интересно еще и почти полное отсутствие какой-либо заботы о промышленной безопасности.Например, хромовая кислота, использованная в 28:00 в видео, вещество в открытой ванне на плите (гарантирующее дегазацию и т. д.) является канцерогенным. Не просто немного канцерогенный, а настолько канцерогенный, что сегодня практически не используется ни в одном промышленном производстве. Мы говорим о токсичности / канцерогенности аппарата искусственной вентиляции легких. Изображенная девушка просто работала над чаном с этим веществом без какой-либо защиты. Эй!

Даже не хочу представлять, куда делись их сточные воды…

Да, согласны. И все на этом заводе должны быть в защитных очках, без исключений.

Мы начнем эту страницу с некоторых определений:

Кварцевый генератор (XO)
Кварцевый генератор без каких-либо наворотов может обеспечить стабильность частоты примерно 100 ppm в умеренном диапазоне температур. Проблема в том, что кварцевые генераторы по своей природе чувствительны к температуре.

Кварцевый генератор в печи (OXO)
Используя специальные нагревательные элементы, контроллеры и температурные камеры, можно повысить стабильность кварцевого генератора до 10 -10 (0.0001 частей на миллион).

Кварцевый генератор, управляемый напряжением (VCXO)
Это кварцевый генератор, который позволяет настраивать его частоту с помощью внешнего регулятора напряжения. Это сердце многих схем фазовой автоподстройки частоты, автоматического управления частотой и схемы частотной модуляции. Элементом, выполняющим настройку, является варактор (конденсатор с переменным напряжением).

Кварцевый генератор с температурной компенсацией (TCXO)
Аналогичен VXCO в том, что для изменения частоты колебаний используется варактор.Внутренняя сеть температурной компенсации, использующая термисторы или другие датчики температуры, используется для подачи сформированного сигнала управления напряжением на устройство при перегреве, чтобы обеспечить стабильную работу частоты.

Кварцевый генератор с температурной компенсацией, управляемый напряжением (VCTCXO)
Здесь обеспечивается внешнее управление напряжением, но сигнал «преобразовывается» цепью температурной компенсации, так что устойчивость к температуре высока, но частота по-прежнему контролируется внешним приложенным Напряжение.

5 применений кварцевого генератора в повседневной жизни

Как мы упоминали в разделе «5 ключевых критериев выбора кварцевого генератора», кварцевый генератор — это частотный элемент, который может стабилизировать частоту и сделать электронную схему более точной во времени. Каждая электронная схема, имеющая решающее значение для стабилизации частоты, нуждается в кварцевом/кварцевом генераторе. Следовательно, существует множество приложений кварцевого генератора. В этой статье мы выбрали пять наиболее важных приложений, которые включают в себя бытовую электронику, измерительные, промышленные, автомобильные и космические приложения.

 

Приложения бытовой электроники

Кварцевые генераторы (как минимум один кварцевый генератор) необходимы почти в каждой электронной системе для нормальной работы системы. Среди них потребительские электронные системы являются одним из основных секторов, в которых применяются кварцевые генераторы.

Точность времени является наиболее важной причиной, по которой кварцевые генераторы необходимы в бытовых электронных системах. Например, когда система на основе микропроцессора отдает или получает команды, сохраняет или отправляет данные или обменивается данными с другими устройствами через внешние интерфейсы, кварцевый генератор (или более одного генератора) необходим для работы в качестве тактового сигнала, чтобы обеспечить эти операции проходят гладко.

В общем, для разных систем применяются разные тактовые частоты. Для компьютера тактовый вход 15 МГц способен обеспечить умножение тактовых импульсов для его подсистем. Помимо этого, для контроллера Ethernet требуется тактовая частота 25 МГц, а для часов реального времени требуется тактовая частота 32,768 кГц. Стоит отметить, что TCXO является наиболее широко используемым кварцевым генератором в приложениях бытовой электроники из-за его высокой производительности и низкой стоимости.

 

Измерительные приложения

Поскольку для стабилизации частоты используются кварцевые генераторы, измерительному оборудованию , создающему или измеряющему частоту, такому как генераторы частоты и анализаторы спектра, требуются кварцевые генераторы внутри в качестве внутренних стандартов частоты. Внутренний эталон частоты обычно называют эталоном временной развертки, и он непосредственно определяет точность измерительного оборудования.

Стандарты базы времени могут зависеть от нескольких факторов, и могут возникать неопределенности. В целом, неопределенности временной базы в основном подразделяются на температурные эффекты, механические эффекты и неопределенность, связанную со временем. Температурные и механические воздействия легко понять, а неопределенность, связанную со временем, можно грубо разделить на кратковременную стабильность и долговременное старение.На кратковременную стабильность влияет любой шум, возникающий в течение 1 секунды, и его можно устранить, усредняя шум по времени. С другой стороны, релаксация механического напряжения, флуктуации примесей и движение материала могут вызвать долговременное старение.

Неопределенности временной базы
Влияние температуры
Механические воздействия:
— Кратковременная стабильность
— Длительное старение
Неопределенность во времени:
— Удары и вибрация
— Гравитация
Таблица 1.Неопределенности временной базы (Источник: Anritsu)

 

Таким образом, погрешности временной развертки от любого кварцевого генератора должны хорошо контролироваться, чтобы гарантировать, что измерительное оборудование находится в хорошем состоянии с приемлемой точностью.

 

Промышленное применение

Кварцевые генераторы

могут применяться во многих областях промышленности, например, в датчиках, цифровых системах, системах связи и т. д. Подобно тем, что используются в бытовой электронике, кварцевые генераторы в промышленных приложениях также обеспечивают правильную и точную работу систем.Тактовые сигналы, создаваемые кварцевыми генераторами, позволяют встроенным системам лучше справляться с шумами источника питания и поддерживать стабильность систем. Кроме того, своего рода программируемый кварцевый генератор с протоколом I2C подходит для сложных встроенных систем, находящихся на стадии разработки.

 

Автомобильные приложения

Кварцевые генераторы можно найти повсюду в автомобильных системах, и они обязательно нуждаются в автомобильной квалификации. Несколько основных автомобильных стандартов — IATF 16949, AEC-Q100 и AEC-Q200, и они требуют разных уровней квалификации для разных систем автомобиля.В стандартах температура является одним из критических требований, в значительной степени влияющих на характеристики кварцевых генераторов. Обычно наиболее широко используется автомобильный класс 1, диапазон температур от -40 до 125°C.

Стандарт Диапазон температур
Коммерческий, автомобильный класс 4 0–70°C
Промышленный, автомобильный Класс 3 -40 — 85°C
Расширенный промышленный, автомобильный класс 2 -40 — 105°C
Автомобильная промышленность класса 1 -40 — 125°C
Автомобильный класс 0 -40 — 150°C
Таблица 2.Температурные диапазоны по разным стандартам (Источник: EverythingRF)

 

Говоря о кварцевых генераторах в автомобильных приложениях, нельзя не упомянуть GPS. GPS, вероятно, является одной из автомобильных систем с самыми высокими требованиями к точности, и интересно, что многие важные параметры кварцевых генераторов в значительной степени влияют на точность GPS. В таблице ниже показано, как параметры генератора соответствуют рабочим параметрам GPS.

Параметр кварцевого генератора Параметр производительности GPS
Время прогрева Время первого исправления
Мощность Продолжительность миссии
Кратковременная стабильность
(0.1 — 100 секунд)
Точность измерения дальности А, ускорение, помехозащищенность
Кратковременная стабильность (-15 минут) Время до последующего исправления
Фазовый шум
Запас помех, демодуляция данных, отслеживание
Таблица 3. Рабочие параметры GPS, соответствующие параметрам генератора
(Источник: IEEE Long Island Chapter)

 

Космические приложения

Кварцевые генераторы

также могут быть размещены в спутниках для многих ключевых целей, таких как точное отслеживание времени, передача сообщений и т. д.Требования к точности спутников более экстремальны, чем у других устройств, поскольку они связаны с точным позиционированием и передачей данных в реальном времени. Кроме того, в открытом космосе условия более суровые, и температура окружающей среды может влиять на частоту кварцевых генераторов. Таким образом, кварцевые генераторы с печным управлением (OCXO) являются наиболее подходящими генераторами для космических приложений, поскольку каждый из них имеет «печь» для нагрева кристалла и поддержания его температуры во избежание помех от окружающей среды. OCXO может вывести спутники и другие космические приложения в новую эру.

 

Найти кристаллы/кристаллические генераторы в TECHDesign

Теперь на TECHDesign вы можете найти кристаллы и кварцевые генераторы от ведущего мирового поставщика Aurum. Имея более чем 20-летний опыт работы в электронной промышленности, компания Aurum посвятила себя созданию самых надежных решений для управления частотой. Так чего же ты ждешь? Посетите TECHDesign и найдите подходящие кристаллы и генераторы для своего дизайна!

Продолжить чтение

Страница не найдена | SiTime

  • Описание:

    Очиститель джиттера MEMS с 10 выходами и низким уровнем джиттера

  • Описание:

    Сетевой синхронизатор MEMS с 11 выходами и низким уровнем джиттера

  • Описание:

    Сетевой синхронизатор MEMS с 8 выходами и низким уровнем джиттера

  • Описание:

    Генератор тактовых импульсов MEMS с 10 выходами и низким уровнем джиттера

  • Описание:

    Дифференциальный XO со сверхнизким джиттером для стандартных сетевых частот

  • Описание:

    Дифференциальный XO с низким джиттером для стандартных сетевых частот

  • Описание:

    от 220 до 725 МГц, сверхнизкий дифференциальный джиттер XO

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, сверхнизкий дифференциальный джиттер XO

  • Описание:

    Дифференциал стандартной частоты со сверхнизким джиттером XO

  • Описание:

    от 220 до 625 МГц, от ±10 до ±50 ppm, дифференциальный XO

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, от ±10 до ±50 ppm дифференциальный XO

  • Описание:

    Стандартная частота от ±10 до ±50 ppm Дифференциал XO

  • Описание:

    Генератор от 80 до 220 МГц, от ±10 до ±50 ppm

  • Описание:

    Генератор от 1 до 80 МГц, от ±10 до ±50 ppm

  • Описание:

    Генератор малой мощности от 115 до 137 МГц

  • Описание:

    Генератор малой мощности от 1 до 110 МГц

  • Описание:

    115–137 МГц, генератор SOT23

  • Описание:

    от 1 до 110 МГц, генератор SOT23

  • Описание:

    3.От 57 до 77,76 МГц, генератор малой мощности

  • Описание:

    от 220 до 725 МГц, AEC-Q100, сверхнизкий дифференциальный джиттер, XO

  • Описание:

    От 1 до 220 МГц, AEC-Q100 Дифференциал со сверхнизким джиттером XO

  • Описание:

    1–150 МГц, AEC-Q100 Генератор с расширенным спектром

  • Описание:

    115–137 МГц, широкотемпературный генератор AEC-Q100 (от –55 до +125 °C)

  • Описание:

    1–110 МГц, широкотемпературный генератор AEC-Q100 (от –55 до +125 °C)

  • Описание:

    от 119 до 137 МГц, генератор с широким диапазоном температур (от -55 до +125°C)

  • Описание:

    от 1 до 110 МГц, генератор с широким диапазоном температур (от -55 до +125 °C)

  • Описание:

    Высокотемпературный генератор от 115 до 137 МГц (от -40 до +125°C)

  • Описание:

    Высокотемпературный генератор от 1 до 110 МГц (от -40 до +125°C)

  • Описание:

    115–137 МГц, широкотемпературный генератор AEC-Q100 SOT23

  • Описание:

    1–110 МГц, широкотемпературный генератор AEC-Q100 SOT23

  • Описание:

    От 119 до 137 МГц, широкий диапазон температур (от -55 до +125°C) Генератор SOT23

  • Описание:

    От 1 до 110 МГц, широкий диапазон температур (от -55 до +125°C) Генератор SOT23

  • Описание:

    115–137 МГц, высокотемпературный (от –40 до +125°C) Генератор SOT23

  • Описание:

    1–110 МГц, высокотемпературный (от –40 до +125°C) Генератор SOT23

  • Описание:

    Стандартная частота, высокотемпературный осциллятор

  • Описание:

    от 1 до 141 МГц, генератор с расширенным спектром

  • Описание:

    1–110 МГц, маломощный генератор с расширенным спектром

  • Описание:

    1–220 МГц, дифференциальный генератор с расширенным спектром

  • Описание:

    от 80 до 220 МГц, от ±10 до ±50 ppm VCXO

  • Описание:

    от 1 до 80 МГц, от ±10 до ±50 ppm VCXO

  • Описание:

    Стандартная частота VCXO

  • Описание:

    Дифференциальный VCXO со сверхнизким джиттером от 220 до 725 МГц

  • Описание:

    Дифференциальный VCXO со сверхнизким джиттером от 1 до 220 МГц

  • Описание:

    Программируемый генератор I2C/SPI от 340 до 725 МГц

  • Описание:

    Программируемый генератор I2C/SPI от 1 до 340 МГц

  • Описание:

    220–625 МГц, дифференциальный XO с цифровым управлением

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, дифференциальный XO с цифровым управлением

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, от ±10 до ±50 ppm XO с цифровым управлением

  • Описание:

    от 1 до 26 МГц, сверхмалый µPower DCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, уровень 3E OCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, уровень 3E DCOCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, Elite X Stratum 3E Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±50 ppb Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, ±50 ppb Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, уровень 3 Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, уровень 3 Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±0.от 5 до ±2,5 частей на миллион Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, от ±0,5 до ±2,5 ppm Super-TCXO

  • Описание:

    ±0,5 ppm Super-TCXO для GNSS/GPS

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±0.от 1 до ±2,5 частей на миллион AEC-Q100 Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, от ±0,1 до ±2,5 млн-1 AEC-Q100 Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±0.от 5 до ±2,5 частей на миллион AEC-Q100 Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, от ±0,5 до ±2,5 млн-1 AEC-Q100 Super-TCXO

  • Описание:

    от 220 до 625 МГц, дифференциал ±5 ppm (VC)TCXO

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, дифференциальный сигнал ±5 ppm (VC)TCXO

  • Описание:

    от ±2 до ±10 ppm маломощный TCXO, от 10 до 60 МГц

  • Описание:

    от 1 до 80 МГц, ±5 ppm (VC)TCXO

  • Описание:

    Стандартная частота ±5 ppm (VC)TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, точность ±50 ppb Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, точность ±50 ppb Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±0.Точность от 1 до ±0,25 ppm Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, точность от ±0,1 до ±0,25 ppm Super-TCXO

  • Описание:

    от 60 до 220 МГц, ±0.от 5 до ±2,5 частей на миллион Super-TCXO

  • Описание:

    от 1 до 60 МГц, от ±0,5 до ±2,5 ppm Super-TCXO

  • Описание:

    Генератор от 115 до 137 МГц, расширенный температурный диапазон (от -55 °C до 125 °C)

  • Описание:

    Генератор от 1 до 110 МГц, расширенный температурный диапазон (от -55 °C до 125 °C)

  • Описание:

    115–137 МГц, расширенный диапазон температур (от –55 °C до 125 °C) Генератор SOT-23

  • Описание:

    от 1 до 110 МГц, расширенный температурный диапазон (от -55 °C до 125 °C) Генератор SOT-23

  • Описание:

    220–725 МГц, сверхнизкий джиттер, дифференциальный генератор от ±10 до ±50 ppm

  • Описание:

    1–220 МГц, сверхнизкий джиттер, дифференциальный генератор от ±10 до ±50 ppm

  • Описание:

    от 340 до 725 МГц, сверхнизкий джиттер, от ±20 до ±50 ppm, программируемый генератор I2C

  • Описание:

    от 1 до 340 МГц, сверхнизкий джиттер, от ±20 до ±50 ppm, программируемый генератор I2C

  • Описание:

    220–725 МГц, ультранизкий джиттер, ±15–±50 ppm VCXO

  • Описание:

    от 1 до 220 МГц, сверхнизкий джиттер, от ±15 до ±50 ppm VCXO

  • Описание:

    от 1 до 150 МГц, расширенный спектр, расширенный диапазон температур (от -55°C до 125°C)

  • Описание:

    Сверхкомпактный, маломощный, с низким уровнем джиттера, от 1 Гц до 2.Генератор 5 МГц

  • Описание:

    Сверхкомпактный, маломощный, с низким джиттером, ±5 ppm, 32,768 кГц TCXO

  • Описание:

    Сверхнизкое энергопотребление, Сверхмалый размер 32.Генератор 768 кГц или 16,384 кГц

  • Описание:

    Генератор со сверхмалым джиттером, 32,768 кГц ±100 ppm

  • Описание:

    Сверхмалый низкий джиттер, 32.Генератор 768 кГц ±50 ppm

  • Описание:

    µPower, 32,768 кГц Кварц XTAL Замена

  • Описание:

    Сверхмалая мощность мкП, 32.768 кГц Кварц XTAL Замена

  • Описание:

    Сверхмалое малое энергопотребление, ±5 ppm, 32,768 кГц TCXO с внутрисистемной автокалибровкой

  • Описание:

    Сверхкомпактный, маломощный, с низким уровнем джиттера, от ±3 до ±5 частей на миллион, 32.768 кГц TCXO

  • Описание:

    Ultra-Small µPower, от ±5 до ±20 ppm, 32,768 кГц TCXO

  • Описание:

    Ultra-Small Low Power, от 1 Гц до 462.Генератор 5 кГц, ±50 миллионных долей

  • Описание:

    Сверхмалый микромощный генератор, от 1 Гц до 32,768 кГц

  • Описание:

    Сверхкомпактный, маломощный, с низким уровнем джиттера, от 1 Гц до 2.Генератор 5 МГц

  • Описание:

    Сверхкомпактный маломощный, с низким уровнем джиттера, от 1 Гц до 2,5 МГц TCXO

  • Описание:

    От 1 до 26 МГц, сверхмалый генератор µPower

  • Описание:

    Высокочастотный автомобильный активный резонатор AEC-Q100 Сменная замена для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Automotive AEC-Q100 Active Resonator Сменная замена для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Высокочастотный, от -55°C до 125°C, сменный активный резонатор для замены 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    от -55°C до 125°C, сменный активный резонатор для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Высокочастотный и высокотемпературный активный резонатор Сменная замена для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Вставная замена высокотемпературного активного резонатора для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Вставная замена активного резонатора малой мощности для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Вставная замена активного резонатора малой мощности для 4-контактного SMD XTAL

  • Описание:

    Резонаторы ApexMEMS МГц, 0.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.