Rozmiar i stabilność częstotliwości generatorów zegara wpływają na wymiary i wymagania dotyczące mocy urządzenia końcowego. W szczególności twórcy produktów zasilanych bateryjnie wymagają precyzyjnych i kompaktowych generatorów częstotliwości - przegląd aktualnego stanu wiedzy na rynku kryształów kwarcuPrzegląd aktualnego stanu techniki na rynku kryształów kwarcu.
Kryształy kwarcu (zwane po prostu kryształami kwarcu) zostały opracowane we wczesnych latach dwudziestych XX wieku jako praktyczne kryształy do wykorzystania w technologii radiowej. Obecnie kryształy kwarcu stały się integralną częścią naszego nowoczesnego, technologicznego życia. W ostatnich latach nastąpiło znaczące przejście od dużych kryształów THT (Through-Hole Technology) i SMD (Surface Mounted Device) w metalowych obudowach do zminiaturyzowanych kryształów SMD w obudowach ceramicznych. Zapotrzebowanie na kryształy o wyższej częstotliwości w mniejszych obudowach jeszcze bardziej podsyciło ten trend. Dzięki postępowi technologicznemu i kilku innowacjom produkcyjnym możliwe było znaczne zmniejszenie rozmiaru kryształów bez uszczerbku dla wydajności i kosztów.
Obudowa o wymiarach 3,2 x 2,5 mm jest obecnie szeroko stosowana we wszystkich typach aplikacji, zwykle w połączeniu z optymalizacją rezystancji kryształów w celu uzyskania optymalnej odpowiedzi przejściowej w określonych zakresach temperatur roboczych i w zakresie częstotliwości od 8,0 do 64,0 MHz (AT fundamentalna). Mogą one pracować z poziomem wysterowania do 500 µW (w zakresie częstotliwości od 12,0 do 64,0 MHz). Komponenty o tolerancji częstotliwości do ±10 ppm i zakresie temperatur od -55 do 125 °C są dostępne dla szczególnie wymagających aplikacji.
W ostatnich latach kwarc SMD w ceramicznej obudowie o wymiarach 2,5 x 2,0 mm (4-płytki) rozwijał się równolegle z obudową 3,2 x 2,5 mm (4-płytki), ale nigdy tak naprawdę się nie przyjął. Jeśli obudowa 3,2 mm x 2,5 mm jest zbyt duża, można użyć produktu o dużej objętości w obudowie 2,0 x 1,6 mm (4-płytkowej). Ten typ obudowy jest bardzo popularny w przypadku bardzo małych aplikacji. Konstrukcje kryształów w tej obudowie są również zoptymalizowane pod kątem rezystancji i zaprojektowane pod kątem optymalnej odpowiedzi przejściowej. Deweloper może użyć wersji o poziomie wysterowania do 400 µW.
Trend w kierunku mniejszych obudów i wyższej stabilności częstotliwości można również zaobserwować w przypadku kryształów zegarowych. Najmniejsza wersja o wymiarach 1,2 x 1,0 mm zostanie wkrótce wprowadzona na rynek. Kryształy 32,768 kHz w obudowie 3,2 x 1,5 mm i 2,0 x 1,2 mm o zmniejszonej rezystancji są obecnie również szeroko stosowane w urządzeniach końcowych. Kryształy o niskiej rezystancji z częstotliwością 32,768 kHz, a także wersje standardowe są dostępne na rynku kwarców o obciążalności od 4 do 12,5 pF w zakresie temperatur od -40 do +125 °C. Deweloper może wybrać jedną z dwóch tolerancji częstotliwości. Deweloper może wybrać jedną z dwóch tolerancji częstotliwości w temperaturze +25 °C: ±10 ppm (opcjonalnie) lub ±20 ppm (standardowo).
Coraz więcej producentów układów scalonych wykorzystuje kryształy SMD ze zintegrowanymi termistorami, na przykład w obudowach ceramicznych 2,0 x 1,6 mm. Kryształy te są coraz częściej stosowane w produktach komunikacyjnych zasilanych bateryjnie i zastępują prądożerne (do 2 mA) oscylatory kryształowe z kompensacją temperatury (TCXO).
Podsumowując, można powiedzieć, że w ostatnich latach osiągnięto pozornie niemożliwe w rozwoju kryształów kwarcu: Miniaturyzacja rozmiarów obudowy została osiągnięta bez zmniejszania wydajności lub zwiększania kosztów, a postęp technologiczny w przemyśle elektronicznym został wykorzystany do towarzyszenia coraz bardziej innowacyjnym rozwiązaniom w projektowaniu produktów do dojrzałości rynkowej. Rezultatem jest coraz większa stabilność częstotliwości przy coraz mniejszych rozmiarach obudowy.
Więcej informacji na stronie:
Pytania techniczne:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail: info(at)petermann-technik.de
