Como Especificar um Ressonador de Cristal de Quartzo
Os cristais de quartzo requerem uma série de especificações que normalmente não são necessárias para outros componentes eletrônicos.
_______________________________________________________________________
Tutorial sobre Cristais de Quartzo, inclui:
Cristais de quartzo: xtals | O que é quartzo | Como um cristal funciona | Operação da sobretensão do cristal | Puxamento da frequência do cristal de quartzo | Cortes de cristal de quartzo | Envelhecimento do quartzo | Fabricação de ressonadores de cristal | Como especificar um cristal de quartzo | VCXO | TCXO | OCXO | Filtro de cristal | Filtro de cristal monolítico | Ressonador e filtro cerâmico | Especificações do filtro cerâmico
__________________________________________
Ao analisar como especificar um ressonador de cristal de quartzo, é necessário entender o que os fabricantes precisam para poder fabricar um componente que atenda aos requisitos impostos a ele.
Especificações, incluindo capacitância de carga, tipo de ressonância e muito mais, são necessárias para poder especificar corretamente um cristal de quartzo.
Freqüentemente, os fabricantes terão uma folha pró-forma na qual os vários valores de especificação precisam ser adicionados.
especificação de frequência
Obviamente, a principal especificação para qualquer ressonador de cristal de quartzo é sua frequência. Isso normalmente é expresso com tantos algarismos significativos quanto exigido pela tolerância de frequência, embora sete algarismos seja normalmente o máximo. É aconselhável expressar a frequência com o número certo de algarismos significativos para evitar mal-entendidos nesta área da especificação do cristal de quartzo.
tipo de ressonância
Existem dois tipos de ressonância aplicáveis aos cristais de quartzo. Uma é a ressonância paralela e a outra é a ressonância em série. O tipo real necessário dependerá do circuito em uso. Embora os cristais operem em qualquer modo, a frequência de ressonância para cada tipo de ressonância é ligeiramente diferente. Para algumas aplicações, como geradores de clock com microprocessador, a pequena diferença entre as duas frequências pode não ser um problema, mas para muitas outras é. Assim, a especificação do cristal deve incluir claramente o tipo de ressonância necessária.
Modo ressonador de cristal
Os cristais de quartzo podem operar tanto no modo fundamental quanto no modo harmônico. Abaixo das frequências de cerca de 25 MHz, os cristais são normalmente projetados para operar em seu modo fundamental, enquanto acima disso eles normalmente são projetados para operação harmônica, embora com técnicas de fabricação que melhoram os cristais de frequência mais alta estão se tornando disponíveis. O modo é, portanto, um elemento importante da especificação do cristal.
Ao solicitar um cristal harmônico, cite a frequência exata de operação e não o que se espera que seja a frequência fundamental, pois pode surgir confusão sobre a frequência necessária e a frequência harmônica do cristal não é exatamente igual à harmônica do fundamental frequência isso pode resultar em uma frequência incorreta sendo fornecida. A frequência dos cristais harmônicos é normalmente expressa em MHz, enquanto que um operando em sua frequência fundamental é normalmente expressa em kHz.
Especificação de capacitância de carga de cristal
O tipo mais comum de cristal é ressonante paralelo, onde o cristal opera em uma frequência acima de sua frequência ressonante em série (ponto de menor impedância). Quando operado em um modo ressonante paralelo, um ressonador de cristal precisa de um nível de capacitância de carga. Esta é a capacitância do circuito do oscilador conforme apresentada ao ressonador de cristal de quartzo. A capacitância externa faz parte do circuito ressonante. Um valor comum de capacitância de carga é 30pF, embora 20pF também seja amplamente utilizado.
Especificação de tolerância de calibração
Esta é a frequência final do cristal na fabricação a uma temperatura de 25°C que normalmente é considerada a temperatura de operação do equipamento eletrônico. No entanto, se o cristal for usado em um forno, a temperatura do forno deve ser informada. A própria tolerância de calibração é expressa em ppm (partes por milhão).
Estabilidade de temperatura
A estabilidade da temperatura é outra área importante da especificação do cristal e é o desvio de frequência permitido à medida que a temperatura varia. Novamente normalmente expresso em ppm, a partir da frequência na temperatura de referência por grau Celsius. Às vezes, a especificação do cristal pode usar uma tolerância de frequência que consiste na soma das tolerâncias de calibração e estabilidade de temperatura.
Estilo do suporte
Os cristais vêm em uma variedade de embalagens. Há uma série de variedades padrão usadas com soquetes e montagem de passagem. Estilos como HC43, etc ainda estão amplamente disponíveis, mas também há muitos novos pacotes para uso com solda de montagem em superfície. É necessário consultar as fichas técnicas dos fabricantes para fazer a escolha final.
envelhecimento do cristal de quartzo
O envelhecimento dos cristais de quartzo dependerá de vários fatores e, em particular, do encapsulamento. Geralmente é maior nas primeiras semanas de operação e, como resultado, os cristais a serem usados em osciladores de forno de alta qualidade são executados antes do uso. Os valores de envelhecimento são expressos em um determinado número de ppm em um determinado período de tempo, geralmente um dia e/ou um ano.
Respostas espúrias
Em algumas aplicações, as respostas espúrias podem ser importantes, mas há algumas respostas que podem estar a algumas centenas de kilohertz da frequência principal. Estes são normalmente baixos e raramente causam problemas nos circuitos do oscilador, exceto se o circuito sintonizado usado no oscilador ressoar na mesma frequência que uma resposta próxima. Eles podem ser mais importantes em aplicações de filtro e pode ser necessário especificar níveis máximos de resposta em relação à resposta principal. É provável que em um filtro sejam usados vários cristais, e nem todos usarão a mesma frequência. Isso fará com que as respostas também apareçam em frequências diferentes, tornando o problema menos grave.
Atividade
Uma medida da atividade de um cristal é o componente resistivo que é visto no braço de movimento de seu circuito equivalente. Como seria de esperar, a resistência e Q são inversamente proporcionais entre si.
Ao fazer um pedido de cristal de quartzo, é necessário garantir que tudo seja feito para garantir que a especificação esteja correta. Às vezes pode levar algumas semanas para fabricar um protótipo e, portanto, é necessário garantir que tudo seja concluído corretamente para evitar mal-entendidos e garantir que todos os dados estejam corretos. Ao especificar o cristal corretamente, normalmente é possível obter um serviço rápido.
________________________________________________
Retorne ao menu Projetos de Circuito
A Raisa distribui equipamentos para soldagem e para teste e medição há mais de 30 anos! Considere explorar algumas das nossas principais soluções navegando nas categorias abaixo:
Artigos Relacionados
0 Comentários