Każdy projektant produktu musi na co dzień radzić sobie z kwestią kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) - zwłaszcza gdy używane są komponenty określające częstotliwość, takie jak oscylatory kwarcowe. Układy scalone stosowane w dostępnych na rynku oscylatorach kwarcowych generują strome zbocza i wytwarzają harmoniczne. Chociaż dostępne są oscylatory o rozproszonym widmie, nie można ich używać w wielu zastosowaniach, ponieważ są zbyt nieprecyzyjne. Na przykład przy rozrzucie środka ±0,5% częstotliwość wyjściowa jest modulowana w zakresie fout ±0,5%. W oparciu o częstotliwość 33,333 lub 66,666 MHz, modulacja częstotliwości ±0,5% odpowiadałaby zakresowi modulacji częstotliwości 33,333 MHz ±166,665 kHz lub 66,666 MHz ±333,330 kHz - zbyt dużo dla dokładnego taktowania. W większości przypadków w takich zastosowaniach dopuszczalne jest tylko ±50 ppm, czyli 100 razy mniej. Stabilność częstotliwości ±50ppm odpowiada tolerancji ±1,66665 kHz przy 33,333 MHz i tolerancji ±3,3333 kHz przy 66,666 MHz. W takich przypadkach deweloperzy musieli wcześniej próbować zmniejszyć EMC za pomocą bardzo kosztownych środków. Obecnie nie jest to już konieczne. W oparciu o innowacyjną technologię IC, Next Generation Clocking, Petermann-Technik z Landsberg am Lech oferuje szeroką gamę krzemowych oscylatorów zegarowych SMD z sygnałem wyjściowym SoftLevel. Technologia SoftLevel to programowalny sygnał wyjściowy, w którym harmoniczne sygnału wyjściowego LVCOMS mogą być znacznie zredukowane poprzez zwiększenie czasu narastania
(trise) i opadania
(tfall). Dzięki technologii SoftLevel sygnał wyjściowy może być precyzyjnie dostosowany do wymagań klienta.
[caption id="attachment_147" align="alignleft" width="300"]
Rysunek 1: Czas trwania okresu t sygnału wyjściowego LVCMOS z trise i tfall pomiędzy 20% a 80%[/caption]
.Co robi funkcja SoftLevel
Rysunek 1 pokazuje czas trwania okresu t sygnału wyjściowego LVCMOS z
trise i
tfall między 20% a 80%, Rysunek 2 pokazuje krzywą krawędzi normalnego sygnału fali prostokątnej LVCMOS (czerwona linia) w porównaniu do sygnału wyjściowego SoftLevel LVCMOS (niebieska linia) przy napięciu zasilania +3,3 VDC. Wyraźnie widać, że funkcja SoftLevel zaokrągla krawędzie sygnału fali prostokątnej (kształt podobny do płetwy rekina), a tym samym znacznie redukuje harmoniczne. Rysunek 3 przedstawia tłumienie EMC (nieparzyste harmoniczne) w odniesieniu do czasu trwania okresu t sygnału wyjściowego.
trise i
tfall są wyrażone w odniesieniu do czasu trwania okresu t sygnału zegarowego. Tutaj,
trise i
tfall mogą być rozszerzone w zakresie od 0,05 do 0,45 (5% do 45%) t. Jeśli
trise i
tfall zostaną wydłużone o 5% w porównaniu do sygnału bazowego, kształt sygnału będzie dość zbliżony do oryginalnego sygnału prostokątnego. Przy wydłużeniu do 45%, kształt sygnału wyjściowego coraz bardziej przypomina płetwę rekina, a tłumienie EMC wynosi ponad -60 dB przy 11. harmonicznej. Ogromna wartość jak na tak prostą regulację
trise i
tfall.
[caption id="attachment_148" align="alignleft" width="397"]
Rysunek 2: Krzywa krawędziowa normalnego sygnału fali prostokątnej LVCMOS (czerwona linia) w porównaniu do sygnału wyjściowego LVCMOS o miękkim poziomie (niebieska linia) z zaokrąglonymi krawędziami[/caption]
.Ile kosztuje programistę funkcja SoftLevel?
Nic, ponieważ funkcja SoftLevel jest standardową funkcją
krzemowych oscylatorów zegarowych SMD z serii
LPO,
LPOP,
HTLPO,
WTLPO,
UPO,
HTLPO-AUT i
WTLPO-AUT. (AUT = motoryzacja oparta na AEC-Q100). Ponadto oscylatory te są dostępne w standardowych obudowach o wymiarach 7 mm x 5 mm, 5 mm x 3,2 mm, 3,2 mm x 2,5 mm, 2,5 mm x 2,0 mm i 2,0 mm x 1,6 mm, dzięki czemu można je dopasować do istniejących układów PCB i bezpośrednio zastąpić oscylatory kwarcowe. Aby wewnętrzny dział inżynieryjny PETERMANN-TECHNIK mógł zapewnić klientom optymalne doradztwo i zaprogramować produkt w oparciu o ich wymagania aplikacyjne, deweloper musi określić, jaki czas
narastania/opadania może zaakceptować w swojej aplikacji. Poprzez programowanie - wydłużenie czasu
narastania/opadania - uzyskuje się tłumienie nieparzystych harmonicznych. W projekcie obwodu dla krzemowych oscylatorów zegarowych SMD, specjaliści z Petermann-Technik zalecają zastosowanie pojemności odsprzęgającej 0,1 µF między napięciem zasilania a stykami uziemienia. Znacząco minimalizuje to wpływ podawanego napięcia zasilania.
[caption id="attachment_149" align="alignleft" width="300"]
Rysunek 3: Redukcja EMC w stosunku do dłuższego okresu[/caption]
.Dalsze zalety krzemowych oscylatorów zegarowych SMD
Krzemowe oscylatory zegarowe SMD z wyżej wymienionych serii są również dostępne z zakresem napięcia zasilania od 2,25 do 3,63
VDC. W tym
zakresie VDD oscylatory mogą pracować z dowolnym napięciem zasilania (np. 2,5
VDC±10%, 2,8
VDC±10%, 3,0
VDC±10%lub 3,3
VDC ±10%). Oznacza to, że twórca produktu musi zakwalifikować tylko jeden oscylator dla czterech klasycznych napięć zasilania. Ta standardowa funkcja pozwala deweloperowi zaoszczędzić wiele pieniędzy na kwalifikowaniu komponentów, a menedżerowi łańcucha dostaw wiele pieniędzy na zakupie, administrowaniu i przechowywaniu znacznie mniejszej liczby komponentów. Większe ilości komponentów skutkują również korzystniejszą ceną. Oczywiście opisana powyżej funkcja miękkiego poziomu jest również dostępna jako standardowa funkcja dla zakresu
VVDD od 2,25 do 3,63
VDC.
Ponadto, krzemowe oscylatory zegarowe SMD mają w standardzie bardzo precyzyjne tolerancje częstotliwości, na przykład ±20ppm@-40/85 °C, ±30ppm@-40/105 °C i ±50ppm@-40/125 °C. Oczywiście dostępne są również oscylatory zgodne z AEC-Q100 (HTLPO-AUT i WTLPO-AUT) ze wszystkimi opisanymi funkcjami.
Funkcja SoftLevel poprawia zachowanie EMC
Zachowanie oscylatorów zegarowych SMD w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej można znacznie poprawić za pomocą funkcji SoftLevel, po prostu bezpłatnie dostosowując
trise i
tfall sygnału wyjściowego, dzięki czemu programista nie musi już podejmować kosztownych działań w celu poprawy zachowania EMC swojej aplikacji. Krzemowe oscylatory zegarowe SMD można natychmiast dopasować do istniejących układów PCB. Dzięki zakresowi VDD od 2,25 do 3,63 VDC i bardzo wąskim standardowym tolerancjom częstotliwości, można również zaoszczędzić wiele pieniędzy na kwalifikacjach komponentów, zaopatrzeniu, zarządzaniu i przechowywaniu.
Więcej informacji można znaleźć na stronie:
Oscylatory krzemowe (jak MEMS)
lub
Oscylatory krzemowe - przegląd produktów
Pytania techniczne:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail:
info@petermann-technik.de
