タイミング製品はほぼ遍在しており、現代社会の重要な構成要素です。正確なタイミングには、正確な周波数で発振できる水晶振動子などのデバイスと、デバイスを制御する集積回路 (IC) が必要です。カプセル化されたクロック モジュールには通常、水晶振動子と制御 IC の両方が含まれています。電子発振回路の周波数範囲は、キロヘルツ (kHz) からメガヘルツ (MHz) まで変化します。
KHz 水晶発振器は、個別に販売することも、水晶発振器 (CXO)、デジタル温度補償水晶発振器 (DTCXO)、リアルタイム クロック (RTC) などの他の製品に統合することもできます。
kHz 水晶の選択を決定する要因
アプリケーション用に kHz クリスタルを選択する場合、サイズと必要な周波数が最も重要な考慮事項ですが、適切な回路を設計するには他のパラメータも重要です。
これには以下が含まれます。
周波数許容誤差、安定性、経年変化
負荷容量(CL)
等価直列抵抗（ESR）
ドライブレベル(DL)
動作温度
KHz 水晶振動子には通常、必要なパラメータの値を列挙した特定用途向け集積回路 (ASIC) の要件があります。 ASIC 情報は、回路設計の確かな出発点となります。電子回路の小型化傾向は、コンポーネントのサイズと高密度実装が結晶の特性と性能に影響を与える可能性があるため、設計者が上記の要素に特別な注意を払う必要があることを意味します。ただし、フォトリソグラフィーによる製造プロセスにより、水晶発振器回路の小型化がその効率的な動作に必要なパラメータに影響を与えないことが保証されます。
周波数許容誤差、安定性、経年変化
水晶振動子は特定の周波数を指定しますが、製造中の応力や日常の動作中の表面ひずみによって周波数の偏差が発生する可能性があります。周波数偏差は、周波数許容誤差、周波数安定性、経時変化という 3 つのパラメータを評価することで要約できます。
周波数許容差は、+25 °C における水晶の実際の周波数と公称周波数の差として定義されます。周波数安定性は、設定温度範囲内の温度によって生じる最大周波数シフトを指します。水晶の精度を向上させるには、温度による周波数変動を考慮し (図 1)、対応するキャリブレーションを実行できる kHz XO を使用することをお勧めします。最後に、経年変化とは、時間の経過に伴う周波数のドリフトを指します。密閉すると経年変化による影響を軽減できますが、サイズが大きくなる可能性があります。