Les produits de chronométrage sont presque omniprésents et font partie intégrante de la société moderne.ainsi qu'un circuit intégré (CI) qui contrôle le dispositifLes modules d'horloge emballés contiennent généralement à la fois des circuits cristallins et des circuits de commande.
Les cristaux KHz peuvent être vendus séparément ou intégrés à d'autres produits tels que les oscillateurs à cristaux (CXO), les oscillateurs à cristaux compensés par température numérique (DTCXO) et l'horloge en temps réel (RTC).
Facteurs déterminant la sélection des cristaux de kHz
Lors de la sélection de cristaux kHz pour une application, la taille et la fréquence requise sont les considérations les plus importantes, mais certains autres paramètres sont également importants pour concevoir des circuits appropriés.
Il s'agit notamment:
Tolérance à la fréquence, stabilité et vieillissement
Capacité de charge (CL)
Résistance en série équivalente (RSE)
Niveau de conduite (DL)
température de fonctionnement
Les cristaux KHz ont généralement des exigences ASIC, qui énumèrent les valeurs des paramètres requis. The trend toward miniaturization of electronic circuits means that designers need to pay particular attention to these factors because the size and dense packaging of components affect the characteristics and performance of crystalsCependant, le procédé de fabrication de la photolithographie assure que la miniaturisation des circuits d'oscillateur de cristal n'affecte pas les paramètres requis pour leur fonctionnement efficace.
Tolérance à la fréquence, stabilité et vieillissement
Bien qu'un cristal spécifie une fréquence spécifique, des écarts de fréquence peuvent survenir en raison de contraintes dans le processus de fabrication ou de contraintes sur la surface pendant le fonctionnement de routine.L'écart de fréquence peut être résumé en évaluant trois paramètres: tolérance à la fréquence, stabilité à la fréquence et vieillissement.
La tolérance de fréquence est définie comme la différence entre les fréquences réelles et nominales du cristal à +25 °C.La stabilité de fréquence fait référence au décalage de fréquence maximal causé par la température dans la plage de température définie.. Pour améliorer la précision du cristal, il est recommandé d'utiliser kHz XO, qui permet le changement de fréquence avec la température (Fig. 1) et est calibré en conséquence.Le vieillissement est une dérive dans la fréquence au fil du tempsLes joints réduisent les effets du vieillissement mais peuvent augmenter la taille.
Fréquence de l'oscillateur par rapport au graphique de température
Figure 1: La fréquence de l'oscillateur varie avec la température et doit être prise en compte dans le processus de dimensionnement, en particulier pour les environnements extrêmes.
Capacité de charge (CL)
La capacité entre deux bornes d'un cristal est sa capacité de charge.
Le décalage entre la capacité de CL et celle du circuit est particulièrement préoccupant lors de l'utilisation de petits cristaux, car les petits cristaux sont plus sensibles aux variations de capacité.Les cristaux à faibles valeurs de CL sont également particulièrement sensibles à la fréquencePour concevoir de petits circuits dans des espaces confinés, les concepteurs choisissent souvent des cristaux avec des valeurs CL plus élevées.
Niveau de conduite (DL)
DL est la quantité de courant nécessaire pour maintenir une oscillation constante tout en minimisant les dommages structurels.Il est recommandé de sélectionner des cristaux dont la valeur de DL est égale ou supérieure au niveau d'entraînement du circuit donné pour éviter l'instabilité de la fréquence ou une défaillance prématurée..
température de fonctionnement
L'influence de la température sur la fréquence dépasse la plage spécifiée par l'indice de stabilité de fréquence.mais aussi l'emplacement des cristaux dans le circuitEn outre, plus le circuit et le cristal sont petits, plus l'emballage des composants est serré et plus le système entier génère de chaleur.il est préférable d' utiliser des cristaux mieux calibrés sur une certaine plage de températureLes modules DTCXO et RTC fonctionnent bien dans les conceptions compactes et peuvent également être avantageux dans les applications nécessitant une grande stabilité ou une faible consommation d'énergie.
D'une puissance de sortie inférieure ou égale à 50 W
Epson produit un grand nombre de cristaux kHz, ainsi que des modules DTCXO et RTC.
La série FC3215AN est un cristal de 32,768 kHz avec un ESR aussi bas que 35 k Ω et un emballage compact, ce qui le rend idéal pour les appareils électroniques portables et les applications à espace restreint.La série FC3215AN est applicable à diverses applications, tels que les modules sans fil, l'Internet des objets, les équipements médicaux, industriels, de surveillance de la sécurité, les compteurs intelligents, l'électronique grand public et les applications MCU à faible consommation.La gamme prend en charge une plage de température de fonctionnement étendue de - 40 ° C à + 105 ° C avec 3.2 mm x 1,5 mm x 0,9 mm d'encapsulation et d'affectation standard des broches.
Les cristaux de la série FC2012AN 32.768 kHz sont similaires aux spécifications de la série FC3215AN, mais utilisent des paquets de 2,05 mm x 1,2 mm x 0,6 mm plus petits et des affectations de broches standard.les cristaux de la série FC2012SN (figure 2) sont bien adaptés à diverses applications, tels que les appareils portables MCU, et les modules sans fil dans les domaines de l'Internet des objets, des soins médicaux, de l'industrie, de la sécurité, des compteurs intelligents, etc.