タイム計測装置は 近代社会では ほぼ至る所に存在し 重要な要素です 正確なタイミングには 精密な周波数で振動する 石英晶のような装置が必要です装置を制御する統合回路 (IC)パッケージ化されたクロックモジュールは,通常,水晶と制御ICの両方を含む.電子振動回路の周波数は,キロヘルツ (kHz) からメガヘルツ (MHz) までである.
KHz結晶は別々に販売したり,クリスタルオシレーター (CXO),デジタル温度補償クリスタルオシレーター (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ができます.
kHzの結晶選択を決定する要因
適用用のkHz結晶を選択する際には,サイズと必要な周波数が最も重要な考慮事項ですが,適切な回路の設計にも他のパラメータが重要です.
その中には,以下が含まれます.
周波数耐性,安定性,老化
負荷容量 (CL)
同等数列抵抗 (ESR)
駆動レベル (DL)
作業温度
KHz結晶には通常,要求されるパラメータの値をリストするASIC要件があります.ASIC情報は回路設計のための堅牢な出発点を提供します. 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 crystalsしかし,光立体印刷の製造過程は,結晶振動器回路の小型化が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を保証します.
周波数耐性,安定性,老化
水晶は特定の周波数を指定しているが,製造過程におけるストレスや日常操作中の表面のストレスのために周波数偏差が発生する可能性がある.周波数偏差は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耐性,周波数安定性,老化
周波数許容量は,+25°Cの結晶の実際の周波数と名前の周波数との違いとして定義される.周波数安定とは,設定された温度範囲内の温度によって引き起こされる最大周波数シフトを指す.温度 (図1) に伴い周波数変化を可能にし,それに応じて校正される.最後に,老化とは 時間の経過とともに 頻度が変化するものです密封は老化効果を軽減しますが 大きさを増加させることもあります
オシレーター周波数対温度グラフ
図1:振動器の周波数は温度によって変化し,特に極端な環境において,サイズの測定過程で考慮する必要がある.画像源:IEEEを通じて提供されたEpson)
負荷容量 (CL)
結晶の2つの端間の容量は,その負荷容量である.設計者は,周波数漂移を引き起こすため,外部の流れる容量を考慮する必要がある.
CLと回路容量との不一致は,容量変動により敏感であるため,より小さな結晶を使用する際に特に懸念される.CL値が低い結晶も周波数に特に敏感である.狭い空間での小さな回路を設計するには,設計者はしばしばより高いCL値を持つ結晶を選択します.
駆動レベル (DL)
DLは,構造損傷を最小限に抑えながら安定した振動を維持するために必要な電流量である.周波数不安定性や早速の故障を避けるために,与えられた回路駆動レベルに等しいまたはそれ以上のDL値を持つ結晶を選択することが推奨されます..
作業温度
周波数に対する温度の影響は,周波数安定指数によって指定された範囲を超えています.設計者は,回路全体の動作温度だけでなく,円盤内の結晶の位置もこの場合,電路と結晶が小さければ小さければ,コンポーネントのパッケージが狭くなり,システム全体がより熱を発生させる.特定の温度範囲を超えてより良く校正されている結晶を使用することが最善ですDTCXOおよびRTCモジュールは,コンパクトな設計で良好なパフォーマンスを発揮し,高い安定性または低電力消費を必要とするアプリケーションでも有利である.
KHz結晶および関連モジュール
エプソンは多数のkHz結晶,およびDTCXOおよびRTCモジュールを製造している.これらの製品とその仕様の一部は以下に簡潔に紹介されている.
FC3215ANシリーズは32.768kHzの結晶で,ESRは35k Ωまで低く,コンパクトなパッケージで,ポータブル電子機器やスペース制限アプリケーションに理想的です.FC3215ANシリーズは様々なアプリケーションに適用されます.ワイヤレスモジュール,モノのインターネット,医療,産業,セキュリティモニタリング機器,スマートメーター,消費者電子機器,低電力MCUアプリケーションなど範囲は, - 40 °Cから+105 °Cの拡張作業温度範囲をサポート 3.2 mm×1.5 mm×0.9 mmのカプセルと標準ピン割り当て.
FC2012ANシリーズ32.768kHzの結晶は,FC3215ANシリーズ仕様に類似しているが,2.05mm x 1.2mm x 0.6mmのパッケージと標準ピン割り当てを使用している.同様に,FC2012SNシリーズの結晶 (図2) は様々な用途に適していますそしてモノのインターネット,医療,産業,セキュリティ,スマートメーターなどの分野でのワイヤレスモジュールです