Кварцевый генератор это. Кварцевый генератор: принцип работы, характеристики и применение

Что такое кварцевый генератор. Как устроен кварцевый генератор. Какие основные характеристики кварцевого генератора. Где применяются кварцевые генераторы. Какие типы кварцевых генераторов существуют.

Что такое кварцевый генератор и как он работает

Кварцевый генератор представляет собой электронное устройство, предназначенное для генерации стабильных электрических колебаний заданной частоты. В основе его работы лежит пьезоэлектрический эффект кварцевого кристалла.

Принцип действия кварцевого генератора основан на следующих физических явлениях:

• Пьезоэлектрический эффект кварца — способность кристалла деформироваться под действием электрического поля и, наоборот, создавать электрическое поле при механической деформации
• Механический резонанс кварцевой пластины на определенной частоте, зависящей от ее размеров и способа огранки
• Высокая добротность кварцевого резонатора, обеспечивающая стабильность частоты колебаний

Как работает кварцевый генератор? Упрощенно процесс можно описать так:

1. На кварцевую пластину подается переменное электрическое напряжение от усилителя
2. Кварц начинает механически колебаться на своей резонансной частоте
3. Механические колебания кварца преобразуются обратно в электрические
4. Сигнал усиливается и вновь подается на кварц, поддерживая его колебания

Таким образом, в схеме возникают незатухающие электрические колебания со стабильной частотой, определяемой параметрами кварцевого резонатора.

Основные характеристики кварцевых генераторов

Ключевыми параметрами, определяющими качество и области применения кварцевых генераторов, являются:

Частота генерируемых колебаний

Частотный диапазон кварцевых генераторов обычно составляет от нескольких килогерц до сотен мегагерц. Для получения более высоких частот используются умножители частоты.

Стабильность частоты

Долговременная стабильность частоты кварцевых генераторов может достигать 10^-7 — 10^-10 в зависимости от типа и качества исполнения. Это намного выше, чем у генераторов на других элементах.

Температурная стабильность

Зависимость частоты от температуры для качественных кварцевых генераторов составляет 10^-6 — 10^-8 на градус Цельсия. Применение термостатирования позволяет еще больше повысить температурную стабильность.

Уровень фазовых шумов

Характеризует кратковременную нестабильность частоты. У лучших кварцевых генераторов уровень фазовых шумов может быть менее -150 дБн/Гц на отстройке 1 кГц от несущей.

Выходная мощность

Типичные значения выходной мощности кварцевых генераторов составляют от единиц милливатт до сотен милливатт в зависимости от конструкции и назначения.

Типы и конструкции кварцевых генераторов

Существует несколько основных типов кварцевых генераторов, различающихся конструкцией и характеристиками:

Простые кварцевые генераторы

Представляют собой кварцевый резонатор с минимальным набором электронных компонентов. Обеспечивают генерацию на фиксированной частоте с умеренной стабильностью.

Термокомпенсированные кварцевые генераторы (TCXO)

Содержат схемы температурной компенсации для повышения стабильности частоты при изменении температуры окружающей среды. Типичная температурная стабильность ±0.5 ppm.

Термостатированные кварцевые генераторы (OCXO)

Кварцевый резонатор помещается в миниатюрный термостат, поддерживающий постоянную температуру. Обеспечивают наилучшую температурную и долговременную стабильность частоты.

Кварцевые генераторы с цифровой подстройкой частоты (DCXO)

Позволяют программно корректировать частоту генерации в небольших пределах. Применяются в системах с фазовой автоподстройкой частоты.

Области применения кварцевых генераторов

Благодаря высокой стабильности частоты кварцевые генераторы широко используются во многих областях техники:

• Тактовые генераторы в цифровых системах и компьютерной технике
• Опорные генераторы в системах связи
• Стандарты частоты и времени
• Навигационные системы
• Измерительные приборы
• Радио- и телевизионное вещание

Преимущества и недостатки кварцевых генераторов

Основными достоинствами кварцевых генераторов являются:

• Высокая стабильность частоты
• Низкий уровень фазовых шумов
• Малые габариты и энергопотребление
• Простота конструкции
• Невысокая стоимость

К недостаткам можно отнести:

• Ограниченный диапазон рабочих частот
• Чувствительность к механическим воздействиям
• Невозможность перестройки в широких пределах

Современные тенденции развития кварцевых генераторов

Основные направления совершенствования кварцевых генераторов включают:

• Повышение рабочих частот до единиц гигагерц
• Улучшение температурной и долговременной стабильности
• Снижение уровня фазовых шумов
• Уменьшение размеров и энергопотребления
• Интеграция с цифровыми схемами управления

Несмотря на развитие альтернативных технологий, кварцевые генераторы по-прежнему остаются одним из основных типов высокостабильных источников колебаний в радиоэлектронике.

Выбор кварцевого генератора для конкретного применения

При выборе кварцевого генератора для конкретной задачи необходимо учитывать следующие факторы:

• Требуемая частота и допустимая нестабильность
• Диапазон рабочих температур
• Требования по фазовым шумам
• Необходимость подстройки частоты
• Допустимые габариты и энергопотребление
• Стойкость к внешним воздействиям

Правильный выбор типа и модели кварцевого генератора позволяет оптимизировать характеристики и стоимость радиоэлектронного устройства.

Кварцевый генератор | это… Что такое Кварцевый генератор?

Обозначение пьезоэлектрического кварцевого резонатора на электрических принципиальных схемах.

Ква́рцевый генера́тор — автогенератор электромагнитных колебаний с колебательной системой, в состав которой входит кварцевый резонатор. Предназначен для получения колебаний фиксированной частоты с высокой температурной и временно́й стабильностью, низким уровнем фазовых шумов.

Содержание 1 Характеристики 1.1 Частота 1.2 Стабильность частоты 1.3 Уровень фазовых шумов 1.4 Тип выходного сигнала 1.5 Наличие и тип термостабилизации 1.6 Возможность перестройки частоты 2 Принцип работы 3 Использование 4 См. также 5 Примечания 6 Литература

Характеристики

Миниатюрный 4 МГц кварцевый резонатор, закрытый в герметичный корпус HC-49.

Частота

Пассивная эквивалентная схема кварцевого резонатора.

Частота собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких кГц до сотен МГц. Она определяется физическими размерами резонатора, упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла. Так как кварцевый резонатор является законченным электронным компонентом, его частоту можно изменять внешними элементами и схемой включения в очень узком диапазоне выбором резонансной частоты (параллельный или последовательный) или понизить параллельно включённым конденсатором. Существуют, однако, кустарные методики подстройки резонатора. Это целесообразно в случаях, когда желательно иметь несколько резонаторов с очень близкими параметрами. Для уменьшения частоты на кристалл кратковременно воздействуют парами йода (это увеличивает массу серебряных обкладок), для увеличения частоты обкладки резонатора шлифуют.

В 1997 году компания Epson Toyocom выпустила в свет серию генераторов SG8002, в конструктиве которых присутствуют блок подстроечных конденсаторов и два делителя частоты. Это позволяет получить практически любую частоту в диапазоне от 1 до 125 МГц. Однако, данное достоинство неизбежно влечёт за собой недостаток — повышенный джиттер (фазовый шум).

Цитата: Генератор с внутренними цепями фазовой автоподстройки частоты необходимо с предельной осторожностью применять в схемах, содержащих внешние цепи ФАПЧ.^[1]

Стабильность частоты

Колебания кварцевого генератора характеризуются высокой стабильностью частоты (10⁻⁵ ÷ 10⁻¹²), что обусловлено высокой добротностью кварцевого резонатора (10⁴ ÷ 10⁵).

Уровень фазовых шумов

У лучших генераторов спектральная плотность мощности фазовых шумов может быть менее −100 дБн/Гц на отстройке 1 Гц и менее −150 дБн/Гц на отстройке 1 кГц при выходной частоте 10 МГц.

Тип выходного сигнала

Генераторы могут изготавливаться как в модификации с синусоидальным выходным сигналом, так и с сигналом прямоугольной формы, совместимым по логическим уровням с одним из стандартов (TTL, CMOS, LVCMOS, LVDS и т.  д.).

Наличие и тип термостабилизации

• термокомпенсированные (TCXO)
• термостатированные (OCXO, DOCXO)

Возможность перестройки частоты

• фиксированной частоты
• частота управляется напряжением (VCXO)
• частота управляется цифровым кодом (NCXO)

Принцип работы

Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её деформацию. А она, в свою очередь, приводит к появлению зарядов на поверхности кварца (пьезоэлектрический эффект). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями электрического заряда на её поверхности и наоборот.

Для обеспечения связи резонатора с остальными элементами схемы непосредственно на кварц наносятся электроды, либо кварцевая пластинка помещается между обкладками конденсатора.

Для получения высокой добротности и стабильности резонатор помещают в вакуум и поддерживают постоянной его температуру.

Использование

Кварцевые генераторы используют для измерения времени (кварцевые часы), в качестве стандартов частоты. Кварцевые генераторы широко применяются в цифровой технике в качестве тактовых генераторов.

См. также

• Кварц
• Кварцевый резонатор
• Генератор электронный
• Генератор Пирса
• Генератор тактовых импульсов

Примечания

1. ↑ Однократно программируемые кварцевые генераторы Epson

Литература

• Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. — М.: «Энергия», 1970. — 488 с. — 6000 экз.

• Шитиков Г. Т., Цыганков П. Я., Орлов О. М. Высокостабильные кварцевые автогенераторы / Под ред. Г. Т. Шитикова. — М.: «Советское радио», 1974. — 376 с. — 11 300 экз.

• Альтшуллер Г. Б. Управление частотой кварцевых автогенераторов. — Изд. 2-е, перераб. и доп.. — М.: «Связь», 1975. — 304 с. — 7000 экз.

• Альтшуллер Г. Б., Елфимов Н. Н., Шакулин В. Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие. — М.: Радио и связь, 1984.  — 232 с. — 27 000 экз.

Кварцевый генератор | это… Что такое Кварцевый генератор?

Обозначение пьезоэлектрического кварцевого резонатора на электрических принципиальных схемах.

Ква́рцевый генера́тор — автогенератор электромагнитных колебаний с колебательной системой, в состав которой входит кварцевый резонатор. Предназначен для получения колебаний фиксированной частоты с высокой температурной и временно́й стабильностью, низким уровнем фазовых шумов.

Содержание 1 Характеристики 1.1 Частота 1.2 Стабильность частоты 1.3 Уровень фазовых шумов 1.4 Тип выходного сигнала 1.5 Наличие и тип термостабилизации 1.6 Возможность перестройки частоты 2 Принцип работы 3 Использование 4 См. также 5 Примечания 6 Литература

Характеристики

Миниатюрный 4 МГц кварцевый резонатор, закрытый в герметичный корпус HC-49.

Частота

Пассивная эквивалентная схема кварцевого резонатора.

Частота собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких кГц до сотен МГц. Она определяется физическими размерами резонатора, упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла. Так как кварцевый резонатор является законченным электронным компонентом, его частоту можно изменять внешними элементами и схемой включения в очень узком диапазоне выбором резонансной частоты (параллельный или последовательный) или понизить параллельно включённым конденсатором. Существуют, однако, кустарные методики подстройки резонатора. Это целесообразно в случаях, когда желательно иметь несколько резонаторов с очень близкими параметрами. Для уменьшения частоты на кристалл кратковременно воздействуют парами йода (это увеличивает массу серебряных обкладок), для увеличения частоты обкладки резонатора шлифуют.

В 1997 году компания Epson Toyocom выпустила в свет серию генераторов SG8002, в конструктиве которых присутствуют блок подстроечных конденсаторов и два делителя частоты. Это позволяет получить практически любую частоту в диапазоне от 1 до 125 МГц. Однако, данное достоинство неизбежно влечёт за собой недостаток — повышенный джиттер (фазовый шум).

Цитата: Генератор с внутренними цепями фазовой автоподстройки частоты необходимо с предельной осторожностью применять в схемах, содержащих внешние цепи ФАПЧ.^[1]

Стабильность частоты

Колебания кварцевого генератора характеризуются высокой стабильностью частоты (10⁻⁵ ÷ 10⁻¹²), что обусловлено высокой добротностью кварцевого резонатора (10⁴ ÷ 10⁵).

Уровень фазовых шумов

У лучших генераторов спектральная плотность мощности фазовых шумов может быть менее −100 дБн/Гц на отстройке 1 Гц и менее −150 дБн/Гц на отстройке 1 кГц при выходной частоте 10 МГц.

Тип выходного сигнала

Генераторы могут изготавливаться как в модификации с синусоидальным выходным сигналом, так и с сигналом прямоугольной формы, совместимым по логическим уровням с одним из стандартов (TTL, CMOS, LVCMOS, LVDS и т.  д.).

Наличие и тип термостабилизации

• термокомпенсированные (TCXO)
• термостатированные (OCXO, DOCXO)

Возможность перестройки частоты

• фиксированной частоты
• частота управляется напряжением (VCXO)
• частота управляется цифровым кодом (NCXO)

Принцип работы

Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её деформацию. А она, в свою очередь, приводит к появлению зарядов на поверхности кварца (пьезоэлектрический эффект). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями электрического заряда на её поверхности и наоборот.

Для обеспечения связи резонатора с остальными элементами схемы непосредственно на кварц наносятся электроды, либо кварцевая пластинка помещается между обкладками конденсатора.

Для получения высокой добротности и стабильности резонатор помещают в вакуум и поддерживают постоянной его температуру.

Использование

Кварцевые генераторы используют для измерения времени (кварцевые часы), в качестве стандартов частоты. Кварцевые генераторы широко применяются в цифровой технике в качестве тактовых генераторов.

См. также

• Кварц
• Кварцевый резонатор
• Генератор электронный
• Генератор Пирса
• Генератор тактовых импульсов

Примечания

1. ↑ Однократно программируемые кварцевые генераторы Epson

Литература

• Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. — М.: «Энергия», 1970. — 488 с. — 6000 экз.

• Шитиков Г. Т., Цыганков П. Я., Орлов О. М. Высокостабильные кварцевые автогенераторы / Под ред. Г. Т. Шитикова. — М.: «Советское радио», 1974. — 376 с. — 11 300 экз.

• Альтшуллер Г. Б. Управление частотой кварцевых автогенераторов. — Изд. 2-е, перераб. и доп.. — М.: «Связь», 1975. — 304 с. — 7000 экз.

• Альтшуллер Г. Б., Елфимов Н. Н., Шакулин В. Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие. — М.: Радио и связь, 1984.  — 232 с. — 27 000 экз.

Кварцевый генератор | это… Что такое Кварцевый генератор?

Обозначение пьезоэлектрического кварцевого резонатора на электрических принципиальных схемах.

Ква́рцевый генера́тор — автогенератор электромагнитных колебаний с колебательной системой, в состав которой входит кварцевый резонатор. Предназначен для получения колебаний фиксированной частоты с высокой температурной и временно́й стабильностью, низким уровнем фазовых шумов.

Содержание 1 Характеристики 1.1 Частота 1.2 Стабильность частоты 1.3 Уровень фазовых шумов 1.4 Тип выходного сигнала 1.5 Наличие и тип термостабилизации 1.6 Возможность перестройки частоты 2 Принцип работы 3 Использование 4 См. также 5 Примечания 6 Литература

Характеристики

Миниатюрный 4 МГц кварцевый резонатор, закрытый в герметичный корпус HC-49.

Частота

Пассивная эквивалентная схема кварцевого резонатора.

Частота собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких кГц до сотен МГц. Она определяется физическими размерами резонатора, упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла. Так как кварцевый резонатор является законченным электронным компонентом, его частоту можно изменять внешними элементами и схемой включения в очень узком диапазоне выбором резонансной частоты (параллельный или последовательный) или понизить параллельно включённым конденсатором. Существуют, однако, кустарные методики подстройки резонатора. Это целесообразно в случаях, когда желательно иметь несколько резонаторов с очень близкими параметрами. Для уменьшения частоты на кристалл кратковременно воздействуют парами йода (это увеличивает массу серебряных обкладок), для увеличения частоты обкладки резонатора шлифуют.

В 1997 году компания Epson Toyocom выпустила в свет серию генераторов SG8002, в конструктиве которых присутствуют блок подстроечных конденсаторов и два делителя частоты. Это позволяет получить практически любую частоту в диапазоне от 1 до 125 МГц. Однако, данное достоинство неизбежно влечёт за собой недостаток — повышенный джиттер (фазовый шум). Цитата: Генератор с внутренними цепями фазовой автоподстройки частоты необходимо с предельной осторожностью применять в схемах, содержащих внешние цепи ФАПЧ.^[1]

Стабильность частоты

Колебания кварцевого генератора характеризуются высокой стабильностью частоты (10⁻⁵ ÷ 10⁻¹²), что обусловлено высокой добротностью кварцевого резонатора (10⁴ ÷ 10⁵).

Уровень фазовых шумов

У лучших генераторов спектральная плотность мощности фазовых шумов может быть менее −100 дБн/Гц на отстройке 1 Гц и менее −150 дБн/Гц на отстройке 1 кГц при выходной частоте 10 МГц.

Тип выходного сигнала

Генераторы могут изготавливаться как в модификации с синусоидальным выходным сигналом, так и с сигналом прямоугольной формы, совместимым по логическим уровням с одним из стандартов (TTL, CMOS, LVCMOS, LVDS и т.  д.).

Наличие и тип термостабилизации

• термокомпенсированные (TCXO)
• термостатированные (OCXO, DOCXO)

Возможность перестройки частоты

• фиксированной частоты
• частота управляется напряжением (VCXO)
• частота управляется цифровым кодом (NCXO)

Принцип работы

Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её деформацию. А она, в свою очередь, приводит к появлению зарядов на поверхности кварца (пьезоэлектрический эффект). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями электрического заряда на её поверхности и наоборот.

Для обеспечения связи резонатора с остальными элементами схемы непосредственно на кварц наносятся электроды, либо кварцевая пластинка помещается между обкладками конденсатора.

Для получения высокой добротности и стабильности резонатор помещают в вакуум и поддерживают постоянной его температуру.

Использование

Кварцевые генераторы используют для измерения времени (кварцевые часы), в качестве стандартов частоты. Кварцевые генераторы широко применяются в цифровой технике в качестве тактовых генераторов.

См. также

• Кварц
• Кварцевый резонатор
• Генератор электронный
• Генератор Пирса
• Генератор тактовых импульсов

Примечания

1. ↑ Однократно программируемые кварцевые генераторы Epson

Литература

• Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. — М.: «Энергия», 1970. — 488 с. — 6000 экз.

• Шитиков Г. Т., Цыганков П. Я., Орлов О. М. Высокостабильные кварцевые автогенераторы / Под ред. Г. Т. Шитикова. — М.: «Советское радио», 1974. — 376 с. — 11 300 экз.

• Альтшуллер Г. Б. Управление частотой кварцевых автогенераторов. — Изд. 2-е, перераб. и доп.. — М.: «Связь», 1975. — 304 с. — 7000 экз.

• Альтшуллер Г. Б., Елфимов Н. Н., Шакулин В. Г. Кварцевые генераторы: Справочное пособие. — М.: Радио и связь, 1984.  — 232 с. — 27 000 экз.

алфавит орден «С» | Глоссарий | Техническая информация | Прочая информация

• Устройства синхронизации
  Датчики
• Оптические устройства
• Кристаллический чип
• Пакет
• Спецификация/
  Характеристика

• А
• Б
• С
• Д
• Е
• Ф
• Г
• Х
• я
• Дж
• К
• л
• М
• Н
• О
• Р
• В
• Р
• С
• Т
• У
• В
• Вт
• х
• Д
• З

CD

Это символ емкости стока. См. «цепь кварцевых колебаний».

Артикул: кварцевый колебательный контур

---

CG

Обозначает емкость затвора. См. «цепь кварцевых колебаний».

Каталожный номер: Схема кварцевых колебаний

---

CI

Аббревиатура от «Импеданс кристалла». См. «эквивалентное последовательное сопротивление».

Каталожный номер: Эквивалентная схема блока кристалла

---

CL

Это символ емкости нагрузки. См. «Емкость нагрузки».

Ссылка: Емкость нагрузки

---

КМОП

Аббревиатура от «Complementary Metal Oxide Semiconductor», которая представляет собой тип структуры БИС. Это основной тип LSI, используемый сегодня.

---

Нагрузка КМОП

Это относится к схеме, которая включает в себя структуру КМОП (тип структуры ИС) и имеет цепь нагрузки, подключенную к выходу. Верхний/нижний порог составляет 50% Vcc.

---

Крышка

Относится к крышке, используемой на кристаллических блоках из металлической банки (слева крышка является частью металлической упаковки в форме диска). В цилиндрических кварцевых генераторах крышка называется корпусом.

---

Керамическая упаковка

В керамической упаковке используется керамика как часть материала упаковки. Для сохранения характеристик кристаллического устройства в течение длительного периода времени емкость должна быть герметично закрыта. Вот почему в прошлом для упаковки использовались металлические материалы. Сегодня керамические материалы используются для компактных изделий SMD.

Пример керамической упаковки	Структура керамической упаковки продукта

---

Тактовый генератор

Тактовый генератор представляет собой тип кварцевого генератора, который обеспечивает прямоугольный импульс, необходимый для компьютеров и другого цифрового оборудования. Хотя тактовый генератор имеет ту же конфигурацию, что и кварцевый генератор, который генерирует точные частоты, он используется для других целей. Epson предлагает тактовые генераторы серии SG.

---

Выпуклая обработка

Выпуклая обработка создает криволинейные поверхности на обоих концах кристаллического кристалла с АТ-гранью. Чтобы получить более низкую частоту вибрации сдвига по толщине, толщина стружки должна быть больше. Для вибрации большей массы требуется большая энергия.
Закругление концов кристаллического чипа приводит к тому, что вибрация чипа концентрируется в середине, что обеспечивает эффективное колебание с меньшим потреблением энергии. Этот процесс используется не только для низкочастотных кристаллов, но и для компактных кристаллов.

Артикул: кристаллический блок AT, вибрация сдвига по толщине

---

Кристаллический фильтр

Кристаллический фильтр представляет собой кристаллическое устройство, которое используется для пропускания и/или среза частотного диапазона в пределах полосы частот. Кристаллический фильтр имеет превосходные температурные характеристики по сравнению с фильтрами, в которых используются другие материалы. В настоящее время кварцевые фильтры охватывают полосу частот примерно до 100 МГц, а фильтры на ПАВ используются в любой более высокой полосе частот. №

Артикул: Фильтр ПАВ

---

Цепь кварцевых колебаний

Цепь кварцевых колебаний используется для управления кварцевым блоком. На рисунке справа показана схема кварцевого генератора, обычно используемая с КМОП-ИС.

Ссылка: параметр схемы генерации

---

Кварцевый генератор

Кварцевый генератор — это кварцевое устройство, способное выдавать заданную частоту, поскольку кварцевый генератор и схема кварцевой генерации (ИС) объединены в одном корпусе. Стабильная частота может быть получена, поскольку согласование настроек между кварцевым блоком и цепью кварцевого генератора завершено. Epson рекомендует использовать кварцевые генераторы, а не кварцевые блоки.

Внешний вид (слева) и вид в перспективе (справа) кварцевого генератора в пластиковом корпусе
Внешний вид (слева) и структурный чертеж (справа) кварцевого генератора 9 в керамическом корпусе0110

---

Кристаллический блок

Это кристаллическое устройство, в упаковке которого находится кристаллический чип. Кристаллические блоки можно разделить на камертонные кристаллические блоки, кристаллические блоки AT или резонаторы на ПАВ, в зависимости от типа используемого кристаллического чипа.

Артикул: Кварцевый блок камертона, кварцевый блок АТ, резонатор ПАВ

---

Кварцевый блок в цилиндрическом корпусе

Этот тип кварцевого блока использует цилиндрический корпус. Так как упаковка цилиндра компактна и легко герметична, она была разработана для применения в кристаллических блоках камертонов, используемых в некоторых наручных часах. Некоторые из этих корпусов также используются с компактными кварцевыми модулями AT. В настоящее время Epson предлагает цилиндрические кварцевые блоки серии C.

---

Кристаллический блок в цилиндрическом корпусе с более высокой термостойкостью при пайке

По сравнению с обычными кристаллическими блоками в цилиндрическом корпусе этот тип кристаллического блока в цилиндрическом корпусе обладает большей устойчивостью к температурам оплавления припоя, используемым при монтаже компонентов. Этот тип кварцевого блока в корпусе цилиндра можно стабильно использовать в более широком диапазоне условий эксплуатации из-за более высокой термостойкости, которая является слабым местом для других типов кварцевых генераторов. Среди продуктов Epson этот тип кварцевых блоков в цилиндрическом корпусе встроен в кварцевые блоки серии MA/MC и генераторы серии SG с пластиковым корпусом SMD. Epson предлагает кварцевый блок в пластиковом корпусе SMD с более высокой термостойкостью при пайке для серии MA/MC и кварцевый осциллятор в пластиковом корпусе для поверхностного монтажа с более высокой термостойкостью при пайке для серии SG 9.0071

---

Волновая пластина C-типа

Это однослойная мода нулевого порядка (N = 0), если разность фаз определяется как δ+N × 360°. Оптическая ось этого типа наклонена в направлении толщины, так что толщина составляет около 0,4 или 0,5 мм для облегчения обработки и обращения. Эта пластина имеет большой разброс разности фаз в зависимости от угла падения света, но отличную аберрацию волнового фронта для пропускания (равномерность длины волны) благодаря гладкой поверхности однослойной структуры.

---

Электронные компоненты: Генераторы | Suntsu Electronics

Кварцевые осцилляторы Suntsu доступны в корпусах для сквозного или поверхностного монтажа и различных размеров на выбор. Мы предлагаем широкий диапазон частот и множество различных вариантов напряжения и логики. Выберите номер стандартной детали из перечисленных ниже спецификаций или свяжитесь с нашим отделом продаж, чтобы запросить любые индивидуальные параметры, которые вы хотите, и мы разработаем их в соответствии с вашими конкретными потребностями.

Кристаллический осциллятор представляет собой электронную схему, использующую механический резонанс вибрирующего кристалла из пьезоэлектрического материала для создания электрического сигнала с очень точной частотой. Эта частота обычно используется для отслеживания времени, обеспечения стабильного тактового сигнала для цифровых интегральных схем и для стабилизации частот для радиопередатчиков и приемников.

Learn more

Connect With Suntsu

Get A Quote

. , 3,3 В. 9099 909 100.000.000 -320H -320H -320. Ultra Low Jitter 902 МГц — 250,000 МГц 902 МГц — 250,000 МГц 902 МГц.9 8.000MHZ — 1500,000 МГц9 8.000MHZ — 1500,000 МГц9 8.000MHZ — 1500,000 МГц9.0265 SQG75L9 1K 32,7687KH -15. Диапазон частот

Series	Image	Logic	Package	Stability To	Voltage(s)	Frequency	Reel	Key Feature
SXO11C		CMOS	1. 6X1.2 CERAMIC SMD (4PAD) OSCILLATOR	±20ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	1.000 МГц — 80.000 МГц	3K	Ультра -миниатюрный пакет
SXO21C		CMOS	2.0X1.6 CERAMIC SMD (4PAT)	2.0X1,6 CERAMIC (4PAT)	2.0X1,6 CERAMIC (4PAT)	2.0X1,6. V	1.000 МГц — 60.000 МГц	3K	Ультра -миниатюрный пакет
SXO22C		CMOS	2,5×2. 0110	CMOS	2,5X2.0110	CMOS	2,5×2.0110	CMOS	2,5×2.0110	32.768kHz, 1.000MMz — 110.000MHz	3K	Ultra-Miniature Package
SUO22P		LVPECL	2.5X2.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3,3 В	13,500 МГц — 156,250 МГц	3K	Ультра низкого дрожания
SUO22L		LVDS	110		LVDS	110		LVDS	110		LVDS	10		LVIL , 3,3 В	13. 500MHz — 156.250MHz	3K	Ultra Low Jitter
SQG22C		CMOS	2.5X2.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	8,000 МГц — 250,000 МГц	3K	Программированный осциллятор, низкий дрожит
SQG22P		LVPECL	2. 5X2.0 SMD (6PAD)	2.5X2.0 SMD (6PAD)	2.5X2.0 SMD (6PAD)	2.5X2.0.0110	8.000 МГц — 1500,000 МГц	3K	Программированный осциллятор, низкий джиттер
SQG22L		LVDS	2,5×2.099	LVDS	.5.5.01109	LVD	110		8.000 МГц — 1500,000,000 МГц	3K	Программированный осциллятор, низкий джиттер
SQC32C		CMOS	,0110		CMOS	,0110		CMOS	,0110		CMOS	,0110		CMOS	110		CMOS	10. 0109 3,3 В, 5,0 В	1000 МГц — 133,000 МГц	1K	Быстрый поворот, запрограммированный осциллятор
SLO32L		LVDS	.2X.2X2.5.5.2X2.5.5.2X2.5.5.2×2.5.2×2.5.2×2.5.	1,8 В, 2,5 В, 3,3 В	100.000 МГц — 320,000 МГц	3K	Низкий ток, ультра низкого дрожания
SLO32P
SLO32P
.	± 20PPM	2,5 В, 3,3 В	100.000 МГц — 320,000 МГц	3K	Низкий ток, Ultra Low Junkiter
SQG32C
SQG32C
SQG32C	3
SQG32C	3
.	±20ppm	2.5V, 3.3V	8.000MHz — 250.000MHz	3K	Miniature package, quick turn, low jitter, wide frequency range
SQG32P		LVPECL	3.2X2.5 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	8.000MHz — 1500.000MHz	3K	Miniature package, quick turn, low jitter, wide frequency range
SQG32L		LVDS	3,2×2,5 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20ppm	2,5 В, 3,3 В	8. 000 МГц — 1500,000MHZ	8.000 МГц — 1500.000mhz	8.000mhz — 1500.000mhz	8.000 МГц — 1500.000mhz	8.000mhz — 1500.000mhz	8.000 МГц. диапазон частот
SSO32C		CMOS	3.2X2.5 SILICON SMD (4PAD) OSCILLATOR	±50ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	0.01MHz – 212.500MHz	3K	All Silicon Без кварца и MEMS
SSO32L		LVD	3,2×2,5 SMD SMD (6PAD)	± 50PPM	1,8V, 2,5V	± 50PPM	1,8V, 2,5V	± 50ppm	1,8 В, 2,5 В, 3,3,	± 50ppm	1,8 В, 2,5 В, 3,3,	± 50pm	1,8 В, 2,5 В	± 50pm	1,8 В, 2,5 В.	Полностью кремний без кварца и МЭМС
SSO32P		LVPECL	3.2X2.5 SILICON SMD (6PAD) OSCILLATOR	±50ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	0.01MHz – 350.000MHz	3K	All Silicon without Quartz and MEMS
SUO32P		LVPECL	3. 2X2.5 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V	80.000 — 170.000MHz	3K	Ultra Low Jitter
SUO32L		LVDS	3.2X2.5 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V	80.000 — 170.000MHz	3K	Ultra Low Jitter
SXO32C		CMOS	3. 2X2.5 CERAMIC SMD (4PAD) OSCILLATOR	±20ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	32.768kHz, 1.000MHz — 133.000MHz	3K	Ultra-Miniature Package
SLO53L		LVDS	5,0×3,2 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20ppm	1,8 В, 2,5 В, 3,3 В
SLO53P		LVPECL	5.0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2. 5V, 3.3V	100.000MHz — 320.000MHz	1K	Low current , Сверхнизкий джиттер
SQC53C		CMOS	5.0X3.2 CERAMIC SMD (4PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V, 5.0V	1.000MHz — 133.000MHz	1K	Quick Turn, Programmed Oscillator
SQG53C		CMOS	5. 0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	8.000MHz — 250.000MHz	1K	Programmed Oscillator, Low Jitter
SQG53P		LVPECL	5.0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	8.000MHz — 1500.000MHz	1K	Programmed Oscillator, Low Jitter
SQG53L		LVDS	5. 0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	10.000MHz — 800.000MHz	1K	Programmed Oscillator, Low Jitter
SUO53P		LVPECL	5.0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V	80.0000 — 170.000MHz	1K	Ultra Low Jitter
SUO53L		LVDS	5. 0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V	80.0000 — 170.000MHz	1K	Ultra Low Jitter
SXO53C		CMOS	5,0×3,2 Ceramic SMD (4PAD) Осциллятор	± 20PPM	1,8 В, 2,5 В, 3,3 В	32,768KHZ, 1.000MHZ -160.000MHZ	32.768KHZ, 1.000MHZ -160.000MHZ	32,768KHZ, 1.000MHZ -160.000MHZ	32,768KHZ, 1.000MHZ -160.000MHZ	32,768KHZ, 1.000MHZ -160.000MHZ	32,768KHZ, 1.000MHZ -160.000.
SXO53P		LVPECL	5. 0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	20.000MHz — 160.000MHz	1K	Low Jitter
SXO53L		LVDS	5.0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	20.000MHz — 160.000MHz	1K	Low Jitter
SXO53H		HCSL	5. 0X3.2 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±25ppm	2.5V, 3.3V	100MHz, 125MHz	1K	Low Jitter, Miniature Package
SLO75L		LVDS	7.0X5.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	100.000MHz — 320.000MHz	1K	Low current, Ultra Low Jitter
SLO75P		LVPECL	7,0×5,0 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20PLM	2,5 В, 3,3 В	100. 000 МГц — 320.000MHZ	10	100.000 МГц — 320.000MHZ	100.000 МГц — 320.000MHZ	100.000 МГц — 320.000MHZ	100.000 МГц. SQG75C		CMOS	7,0×5,0 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20PLM	2,5 В, 3,3 В	8,000 МГц — 250,000 МГц	1K	1K			LVPECL	7,0×5,0 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20PPM	2,5 В, 3,3 В	8,000MHZ — 1500,000 МГц		LVDS	7.0X5.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	8.000MHz — 1500.000MHz	1K	Programmed Oscillator, Low Jitter
SQC75C		CMOS	7. 0X5.0 CERAMIC SMD (4PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V, 5.0V	1.000MHz — 133.000MHz	1K	Quick Turn, Programmed Oscillator
SUO75P		LVPECL	7.0X5.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	3.3V	80.000 — 170.000MHz	1K	Ultra Low Jitter
SUO75L		LVDS	7,0×5,0 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20PPM	3,3 В	80. 000 — 170,000 МГц	1K	Ультра.0109	CMOS	7.0X5.0 CERAMIC SMD (4PAD) OSCILLATOR	±20ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V	32.768kHz, 1.000MHz — 200.000MHz		Standard Package
SXO75P		LVPECL	7,0×5,0 Ceramic SMD (6PAD) Осциллятор	± 20ppm	2,5 В, 3,3 В	20.000 МГц — 260.000MHZ	20.000 МГц — 260.000MHZ	.
SXO75L		LVDS	7.0X5.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±20ppm	2.5V, 3.3V	20.000MHz — 260. 000MHz	1K	Low Jitter, Wide Frequency Range
SXO75H		HCSL	7.0X5.0 CERAMIC SMD (6PAD) OSCILLATOR	±25ppm	2.5V, 3.3V	100MHz, 125MHz	1K	Low Jitter
SXOHSC		CMOS/TTL	8 PIN DIP OSCILLATOR 13.2×13.2	±20ppm	1.8V, 2.5V, 3.3V, 5.0V	32.768kHz — 155.520MHz	N/A	Wide Frequency Range
SXOPJC		CMOS	14×9,8 SMD SMD (J-Lead)	± 20ppm	3,3 В, 5,0V	1000MHZ-125. 000.000.000 3,3 В, 5,0 В	1,000MHHZ-125.000.000.000.33 В, 5,0 В	1,000MHHZ-125.000.000.3.3 В, 5,0 В	1,000MHHZ-125.000.000.33 В, 5,0V	1,000PM-125.000.000.33 В, 5,0V	1,000PM-125.000.000.
SQCPJC		CMOS	14×9,8 Пластиковый SMD (J-Lead) Осциллятор	± 20ppm	3,3 В, 5,0 В	1.000 МГц-133,000 МГц	1K	Quick Turnemply, Pogrampmed OSCILL,	.
SXOFSC		CMOS/TTL	14 Осциллятор по дисками 20,7×13.1	± 20ppm	2,5 В, 3,3 В, 5,0V

Пожалуйста, используйте форму ниже, чтобы создать запрос на коммерческое предложение.

Frequency Control

Switches

Connectors

Antennas

Saw Filters

Franchised Products

We help our customers build better products, save time, save money, and улучшить денежный поток / время выполнения заказа с помощью программ управления запасами.

Источник/
Производство

Инжиниринг
Услуги

Инвентаризация
Управление

Помощь технологическим компаниям в создании будущего!

Характеристики	Преимущество	Места производства	Ежемесячная производительность
• Широкий диапазон частот • Конструкция колебательного контура не требуется	• Программируемые опции • Низкий фазовый шум • Форм-фактор уменьшен до 1,6 x 1,2 мм • Доступны индивидуальные конфигурации	• Китай • Тайвань • Южная Корея	• >5 млн единиц

Генератор — это электронная схема внутри устройства. Производит выходной сигнал с постоянной и непрерывной амплитудой и определенной частотой. Учитывая, что осциллятор будет генерировать сигналы на обычных частотах, его также обычно называют генератором сигналов для электроники. Электронный осциллятор часто встречается в цифровых часах, компьютерах и многих сложных электронных системах. Сигналы переменного тока на определенных частотах, генерируемые электронным генератором, широко используются для передачи радио- или телевизионных сигналов.

Основная роль электронного генератора заключается в преобразовании мощности постоянного тока (DC) в сигнал переменного тока (AC) для использования в работе электронного устройства. Форма сигнала, создаваемого электронным генератором, обычно представляет собой синусоидальную или прямоугольную волну периодического электронного сигнала. Когда питание постоянного тока подключено к электронной схеме, этого достаточно для генератора, чтобы произвести сигнал переменного тока на определенной частоте с помощью транзистора или вакуумной лампы. С другой стороны, усилитель, работающий совместно с генератором, требует внешнего входа для генерации сигнала.

Существует два основных типа электронных генераторов, основанных на типах сигналов, которые они генерируют: линейные и нелинейные генераторы. Линейные электронные генераторы также называются гармоническими генераторами, которые производят синусоидальный выходной сигнал. Нелинейные электронные генераторы также называются релаксационными генераторами и производят несинусоидальный выходной сигнал. Что касается типов компонентов генератора, основными классификациями являются RC, LC и кварцевые. Осцилляторы также характеризуются уровнем частоты, которую они генерируют, которая варьируется от низкой до высокой.

Генератор гармоник — это линейный генератор, который чаще всего используется в качестве электронного усилителя. Они используют резистор обратной связи, включая электронные усилители, чтобы увеличить отрицательное сопротивление. Этот тип гармонических осцилляторов производит синусоидальный выходной сигнал, который представляет собой непрерывную волну как часть плавного периодического колебания.

Генератор с обратной связью представляет собой тип гармонического генератора, который обычно характеризуется в соответствии с конкретным типом частотно-селективного фильтра, используемого в контуре обратной связи. Категории генераторов с обратной связью включают RC, LC и кварцевые генераторы. Эти типы генераторов включают сеть обратной связи, достаточную для удовлетворения требований к колебаниям в цепи генератора.

В отличие от генератора с обратной связью, генератор с отрицательным сопротивлением не включает цепь обратной связи. Типичный диапазон генератора с отрицательным сопротивлением находится на уровне или выше микроволнового диапазона, потому что генератор с обратной связью обычно не может работать так надежно на этих более высоких частотах из-за фазового сдвига в их тракте обратной связи. Резонансный контур генератора с отрицательным сопротивлением соединяется с электронным устройством с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Питание на резонансный контур подается от сигнала постоянного тока. В конечном счете, колебания на желаемой резонансной частоте возникают, когда сопротивление внутренних потерь электронной схемы компенсируется отрицательным сопротивлением.

Генератор, управляемый напряжением (VCO), разработан таким образом, что заданную частоту устройства можно изменять в заданном диапазоне путем изменения тока или напряжения, подаваемого на генератор. Этот тип генератора чаще всего встречается в контурах фазовой автоподстройки частоты, которые позволяют устанавливать частоту ГУН совместно с другим генератором. При использовании для передачи и приема радиосигналов ГУН обычно имеет варакторный диод, добавленный к резонатору или генератору. Увеличение входного напряжения для ГУН приводит к увеличению скорости зарядки конденсатора.

Кварцевый генератор является основой при разработке и производстве широкого спектра бытовой электроники. Для кварцевого генератора конкретные частоты могут варьироваться от 32,768 кГц до более 150 МГц. На более высоких частотах кварцевый генератор, скорее всего, будет использоваться для передачи радиосигналов. Кварцевые генераторы обычно используются во многих высококачественных электронных устройствах и продуктах Suntsu из-за их свойств поддерживать точную и стабильную частоту, несмотря на внешние изменения. С точки зрения механических операций, механические колебания кварцевого резонатора определяют конкретную частоту, генерируемую кварцевым генератором.

Генератор поверхностных акустических волн (ПАВ) необходим для создания радиосигналов, необходимых для мобильных телефонов. Что отличает генератор на ПАВ от других форм генераторов, так это то, что они полагаются на акустические волны от поверхности материала для обработки сигналов. В генераторе на ПАВ входной преобразователь преобразует электрический сигнал в акустические волны. Волны снова преобразуются в сигналы выходным преобразователем после прохождения через твердую среду распространения.

Различия между кварцевым генератором и кварцевым генератором без кварцевого кристалла заключаются в функции конечного устройства, при этом кварцевые генераторы являются популярным выбором для многих устройств, которым требуется точная и стабильная частота. Схемы кварцевого генератора повсеместно используются в электронных устройствах с первоклассными и надежными характеристиками, поэтому они так широко используются в продуктах, продаваемых Suntsu . Они полагаются на пьезоэлектрический эффект кристаллов кварца, который помогает поддерживать правильную и эффективную работу электронных устройств в течение всего срока их службы. Применение сигнала переменного тока к кристаллу кварца заставляет его вибрировать, что создает определенный выходной сигнал. Резонансная частота схемы кварцевого генератора претерпевает лишь незначительные изменения из-за изменений внешней температуры или в течение срока службы кварцевого генератора.

Генераторы микроэлектромеханической системы (МЭМС) специально используются в устройствах синхронизации. Резонаторы MEMS внутри генератора помогают установить желаемые частоты, которые, как правило, намного выше в генераторах MEMS, чем в других электронных устройствах. Генераторы MEMS считаются передовой инновацией по сравнению с кварцевыми генераторами и широко используются в коммерческих устройствах с 2006 года. Они отличаются повышенной устойчивостью к механическим воздействиям и колебаниям внешних температур, что повышает стабильность их частот.

Кварцевый генератор Колпитца использует комбинацию катушек индуктивности и конденсаторов для создания и поддержания его непрерывных колебаний на желаемом уровне частоты. Что отличает генератор Колпитца, так это то, что его делитель напряжения состоит из двух конденсаторов, работающих в последовательном резонансе.

Кварцевый генератор Пирса — это электронный генератор, созданный на основе кварцевого генератора Колпитца. Почти все генераторы, встречающиеся в цифровых генераторах часов на ИС, относятся к разновидности Пирса. Это связано с тем, что состав этого тактового генератора делает его довольно простой схемой генератора с точки зрения деталей, необходимых для его изготовления. Он содержит только один цифровой инвертор и резистор, а также два конденсатора и кварцевый кристалл. Одной из причин, по которой Suntsu может поставлять такие высококачественные и высокопроизводительные электронные устройства по таким разумным ценам, является то, что затраты на производство этого высокоэффективного типа генератора значительно ниже, чем стоимость более материалоемких генераторов. и электронные схемы.

Схема кварцевого генератора на комплементарной металло-оксидной логике (КМОП) особенно полезна для восстановления тактовой частоты, синтеза частоты, фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), синтеза, системных ссылок, преобразования тактовой частоты и мультиплексирования. Для проектирования ИС используется технология CMOS, а в качестве источника тактового сигнала используется кварцевый кристалл. Этот тип кварцевого генератора имеет контролируемое время нарастания (формы выходных сигналов изменяются с низкого уровня напряжения на гораздо более высокий уровень напряжения) и спада (формы выходных сигналов возвращаются обратно к низкому уровню напряжения с более высокого уровня напряжения) благодаря высокоскоростному CMOS, а форма сигнала прямоугольная.

Почти во всех микропроцессорах есть два вывода генератора, OSC1 и OSC2, которые подключены к цепи генератора, которая генерирует прямоугольные импульсы и помогает определить частоту устройства на основе колебаний активированного кварцевого кристалла. Эта конкретная частота устройства определяет, как процессор устройства получает сигналы и информацию, необходимые для его работы.

Генератор может работать с длинным списком электронных устройств, которые зависят от стабильности определенной частоты, чтобы работать должным образом. Некоторые из наиболее распространенных применений осцилляторов включают кварцевые часы, передатчики радиосигналов, аудиосистемы, видеосистемы, компьютеры, инверторы, металлодетекторы, микропроцессоры, счетчики воды, телекоммуникации, базовые станции, ретрансляторы, сигналы тревоги, атомные часы с рубидиевым генератором и системы освещения. .

Цепи генератора являются самоподдерживающими, поскольку они создают периодический сигнал с постоянной скоростью и стабильной частотой. Потери в цепи резонатора обратной связи генератора компенсируются катушкой индуктивности или конденсатором, а также за счет подачи на резонатор сигнала постоянного тока с точным уровнем частоты. Поскольку схема генератора работает как усилитель для получения выходной частоты за счет положительной обратной связи, ей не требуется входной сигнал для получения желаемой частоты.

Генератор на резонансной частоте также иногда называют настроенным контуром. Это происходит, когда емкостное и индуктивное сопротивление цепи генератора одинаковы, а это означает, что сопротивление цепи препятствует протеканию тока. В результате ток остается в фазе с напряжением цепи без какого-либо фазового сдвига. На резонансной частоте приложение колебательной силы к цепи допускает колебания с более высокой амплитудой по сравнению с результирующими колебаниями от того же уровня силы на нерезонансных частотах.

Значение частоты генератора обычно оценивается и измеряется в герцах (Гц) по формуле, которая делит длину волны на скорость. Это отслеживает выходной сигнал осциллятора по количеству циклов колебаний в секунду. Желаемое значение частоты генератора зависит от его конкретного назначения и устанавливается в процессе изготовления генератора.

Резистор обратной связи задает смещение цепи генератора и определяет его стабильность. Резистор обратной связи также называют Rƒ. Чтобы резистор обратной связи в генераторе создавал отрицательную обратную связь, он возвращает часть выходного сигнала на отрицательный вывод усилителя.

Роль осцилляторов в микроконтроллерах | Блог Advanced PCB Design

Ключевые выводы

• В микроконтроллерах тактовые сигналы могут генерироваться либо с помощью механических резонансных устройств, либо с помощью электрических схем фазового сдвига.

• Из-за неточности и уровня шума внутренние фазовращатели не подходят для приложений, требующих точной синхронизации в широком диапазоне температур.

• Кварцевые генераторы

  предпочтительнее из-за таких преимуществ, как точность, компактность, низкая стоимость, низкое энергопотребление и генерация высокой частоты.

 

Микроконтроллеры и микропроцессоры зависят от генераторов для базовой синхронизации и управления. Генераторы отвечают за подачу тактовых сигналов в микроконтроллеры. Все инструкции, выполняемые микроконтроллерами, синхронизируются с тактовыми сигналами. Время выполнения различных операций в микроконтроллере задается с помощью генераторов.

Обычно в микроконтроллерах предпочитают кварцевые генераторы из-за таких преимуществ, как точность, компактность, низкая стоимость, низкое энергопотребление и генерация высокой частоты. Кварцевый осциллятор хорошо обеспечивает стабильный выходной сигнал в течение длительного времени и популярен благодаря своей стабильности и долговечности. Давайте посмотрим на типы генераторов и на то, что делает кварцевые генераторы таким хорошим выбором.

Типы генераторов в микроконтроллерах

Генераторы генерируют тактовые импульсы каждого микроконтроллера и выдают тактовые сигналы, необходимые для синхронизации внутренних операций. В микроконтроллерах тактовые сигналы могут генерироваться либо с помощью механических резонансных устройств, либо с помощью электрических схем фазового сдвига.

Механические резонансные устройства включают кристаллы и керамические резонаторы. Генераторы на основе механических резонаторов хорошо известны своей точностью. Поскольку они обладают низкотемпературным коэффициентом, они подходят для применений, где требуется точная синхронизация в широком диапазоне температур.

Генераторы на основе электрического фазового сдвига включают RC- и LC-генераторы. Эти генераторы представляют собой недорогие тактовые генераторы с быстрым запуском. Однако им не хватает точности при изменении температуры и напряжения питания. Колебания наблюдаются в диапазоне от 5% до 50% номинальной выходной частоты.

В следующем разделе мы познакомимся с некоторыми осцилляторами, используемыми в микроконтроллерах.

Общие источники генерации тактовых импульсов в микроконтроллерах

Как мы видели, источники генерации часов могут быть основаны на пьезоэлектрических материалах или схемах с электрическим фазовым сдвигом. Некоторые из вариантов генератора для генерации тактовых сигналов для микроконтроллеров:

1. Внешняя RC-цепь — Скорость зарядки или разрядки резисторно-конденсаторной цепи может использоваться в качестве тактового входа.
2. Внутренняя RC-цепь — Внутренняя RC-цепь генератора в микроконтроллерах генерирует тактовые сигналы. Однако в таких системах точность очень сильно скомпрометирована.
3. Внешний тактовый генератор — Драйвер тактового генератора с питанием можно использовать для подачи тактовых сигналов, особенно когда несколько устройств подключены и работают на одной частоте.
4. Внешний резонатор — Внешние резонаторы представляют собой механические резонаторы, в которых используется пьезоэлектрическая керамика для работы в качестве генераторов опорного сигнала.
5. Внешний генератор — Внешний генератор признан стандартным тактовым генератором для микроконтроллеров. Для внешнего генератора требуется пьезоэлектрический кристалл, такой как кварц, для генерации тактовых сигналов. Кристалл соединен с выводами генератора микросхемы микроконтроллера. Все остальные детали, необходимые для схемы генератора, встроены в микросхему.

Внутренние генераторы, такие как RC- и LC-схемы, имеют ограничения по генерации частоты, и с такими тактовыми генераторами невозможно достичь более высоких частот. Точность тактовых сигналов от таких внутренних генераторов скомпрометирована, они дрожат и зашумлены. Неточность и уровень шума делают их непригодными для приложений, требующих точной синхронизации в широком диапазоне температур.

Кварцевые генераторы в микроконтроллерах

Для таких точных применений предпочтительны кварцевые генераторы из-за их преимуществ, таких как точность, компактность, низкая стоимость, низкое энергопотребление и генерация высокой частоты. В кварцевых генераторах для генерации колебаний используются пьезоэлектрические кристаллы, такие как кварц, сегнетова соль или турмалин. Основным принципом работы является обратный пьезоэлектрический эффект, при котором переменное напряжение, прикладываемое к поверхности кристалла, вызывает в нем колебания. Колебания происходят на собственной частоте кристалла и в конечном итоге преобразуются в колебания.

В большинстве микроконтроллеров стандартный колебательный контур состоит из двух частей:

1. Инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления по напряжению — Это активная часть колебательного контура, встроенная в большинство микроконтроллеров.
2. Частотно-избирательный тракт обратной связи — Частотно-избирательный тракт обратной связи состоит из кварцевого кристалла, конденсаторов и резисторов. Путь обратной связи — это внешняя схема системы генератора микроконтроллера.

Кристалл, используемый в схемах генератора микроконтроллера, обычно представляет собой кварц из-за его хорошего коэффициента качества, стабильности, небольшого размера, низкой стоимости и доступности. Кварцевый кристалл обеспечивает опорную частоту, которая используется встроенной системой для обеспечения системной частоты. Кристалл кварца в сочетании с двумя конденсаторами образует настроенную пропорционально-интегральную схему, которая обеспечивает обратную связь со сдвигом фазы на 180°. Кроме того, конденсаторы во внешней цепи обеспечивают некоторый демпфирующий эффект и тем самым стабилизируют частоту. Последовательный резистор присутствует в схеме внешнего генератора для ограничения тока, протекающего через кварц. Выбор последовательного резистора зависит от используемого пьезоэлектрического кристалла и требуемой резонансной частоты.

При проектировании кварцевых генераторов доступ к инструментам моделирования может помочь вам лучше понять, что происходит внутри. Программное обеспечение Cadence для проектирования и анализа печатных плат предлагает инструменты проектирования схем с функциями моделирования. Ведущие поставщики электроники полагаются на продукты Cadence для оптимизации потребностей в мощности, пространстве и энергии для широкого спектра рыночных приложений.