Anwendungsleitfaden - Statek

Technischer Hinweis 24: Vergleich von Niederfrequenz-Oszillator-Entwicklungen

Quarzgesteuerte Oszillatoren können in zwei grundlegende Gruppen unterteilt werden: positive Reaktanz oder negative Reaktanz. Die Betriebsart mit positiver Reaktanz wird im Allgemeinen als "parallel resonanter" oder "antiresonanter" Oszillator bezeichnet. Ein Pierce-Oszillator ist einer der weithin bekannten Oszillatoren mit positiver Reaktanz. Der Betrieb mit negativer Reaktanz heißt üblicherweise Reihen-Oszillator. Statek-Quarze werden auf eine spezifische Betriebsart hin entwickelt und abgestimmt............


Technischer Hinweis 27: Lötrichtlinien für Quarze & Oszillatoren

Statek’s Quarze und Oszillatoren sind hermetisch abgedichtete Bausteine mit niedriger Wärmemasse, die einer speziellen Aufmerksamkeit bedürfen, ehe sie einem Lötvorgang unterzogen werden. Um eine Beeinträchtigung der Integrität der Dichtung oder eine Beschädigung des Bausteins zu vermeiden, darf die Temperatur einen maximalen erlaubten Temperaturspitzenwert nicht überschreiten, und selbst dann darf die Dauer dieser Spitzentemperatur eine maximal zulässige Zeit nicht überschreiten. In den Abschnitten 2 und 3 präsentieren wir die Richtlinien für Statek’s oberflächenmontierbare oder Durchsteck-Bausteine. In Abschnitt 4 fassen wir die Richtlinien nach Bausteinfamilien zusammen. In Abschnitt 5 geben wir ein paar Tipps zum Handlöten. Und schließlich, in Abschnitt 6, weisen wir auf einige Konsequenzen hin, wenn die hier gegebenen Richtlinien nicht eingehalten werden............


Technischer Hinweis 28: Ein Ultraminiatur-AT-Quarzresonator mit geringer Bauhöhe

AT-geschnittene Quarzkristallresonatoren werden seit mehr als 60 Jahren in der hochgenauen Frequenzregelung eingesetzt, und sie zählen heute zu den meistverbreiteten Kristalltypen. Während das herkömmliche AT-Kristall scheibenförmig ist, führte die Notwendigkeit kleinerer Komponenten zur Entwicklung des Miniatur-AT-Streifens. Um den Forderungen der Hersteller nach noch kleineren Bauelementen nachzukommen, entwickelte die Statek Corporation einen Ultraminiatur-Quarzkristall mit geringer Bauhöhe als Teil ihrer CX-4-Produktfamilie. Zum Vergleich: Der CX-4 beansprucht nur ungefähr ein Drittel der Fläche des CX-1 und ungefähr die halbe Fläche des CX-3............


Technischer Hinweis 29: Der Einsatz von CX-1V-Kristallen (200-240 kHz) mit dem Mikrocontroller PIC16C73A von Microchip Technology

Wir empfehlen Komponentenwerte bei der Verwendung von Statek’s CX-1V-Kristallen im Bereich 200- 240 kHz mit Microchip Technology’s PIC16C73A Mikrocontroller (im XT-Modus). Die großen Kondensatoren (47-68 pF), die in Tabelle 14-2 des Microchip Technology-Datenblatts DS30390E empfohlen werden, haben zur Folge, dass der PIC16C73A die Statek-Kristalle übersteuert............


Technischer Hinweis 30: Design-Richtlinien für Quarzkristall-Oszillatoren

Eine CMOS-Pierce-Oszillatorschaltung ist weithin bekannt und findet wegen ihrer ausgezeichneten Frequenzstabilität und dem weiten Frequenzbereich, über den sie eingesetzt werden kann, breite Verwendung. Sie eignet sich ideal für kleine, batteriebetriebene tragbare Schwachstrom- und Niederspannungsprodukte, besonders für Niederfrequenzanwendungen. Beim Design mit miniaturisierten Quarzkristallen muss sorgfältig auf Frequenz, Verstärkung und den Ansteuerpegel des Kristalls geachtet werden. In dieser Abhandlung werden die Entwicklungsgleichungen, die in einem typischen quarzgesteuerten Pierce-Oszillator eingesetzt werden, von einer Analyse des geschlossenen Regelkreises und der Phase abgeleitet. Aus dieser Methode wiederum erfolgt die Ableitung der Gleichungen für Frequenz, Verstärkung und Quarz-Ansteuerstrom............


Technischer Hinweis 31: Praktische Analyse des Pierce-Oszillators

Um von einem Pierce-Quarzoszillator die optimale Leistung zu erhalten, z.B. gute Frequenzstabilität und geringe Langzeit-Alterung, müssen die Quarzparameter, der Quarz-Ansteuerstrom sowie die Anforderungen an die Quarzverstärkung sorgfältig beachtet werden. Im Zuge einer langjährigen Erfahrung wurde herausgefunden, dass ein übermäßiger Quarz-Ansteuerstrom eine der Hauptursachen für eine Fehlfunktion des Oszillators ist. Eine Übersteuerung des Quarzes führt zu einer Frequenz-Instabilität über die Zeit, und bei Stimmgabelquarzen kann eine überhöhte Bewegungsverschiebung zum Bruch der Kristallzinken führen. Dieser Technische Hinweis beschreibt einen praktischen Lösungsansatz zum Messen der Schlüsselparameter eines Pierce-Oszillators............


Technischer Hinweis 32: Das Quarzkristallmodell und seine Frequenz

In diesem Hinweis stellen wir einige der grundsätzlichen elektrischen Eigenschaften von Quarzkristallen vor. Insbesondere präsentieren wir das 4-Parameter-Kristallmodell, untersuchen seine resonanten und antiresonanten Frequenzen und bestimmen die Frequenz bei Lastkapazität. Das Modell und die Analyse sind für die meisten Quarzkristalltypen anwendbar, besonders jedoch in Stimmgabel-, Dehnungs- sowie AT-geschnittenen Resonatoren............


Technischer Hinweis 33: Was ist die Frequenz bei Lastkapazität

Bei der Bestellung von Kristallen für Oszillatoren, die bei einer Frequenz f, z.B. 32,768 kHz oder 20 MHz arbeiten sollen, reicht eine Spezifizierung der Betriebsfrequenz alleine meist nicht aus. Zwar werden die Kristalle mit einer Frequenz nahe ihrer Reihenresonanzfrequenz schwingen, doch die tatsächliche Schwingungsfrequenz unterscheidet sich häufig leicht von dieser Frequenz (sie ist in "parallel resonanten Schaltungen" etwas höher)............

Technischer Hinweis 35: Ein Überblick über den Oszillator-Jitter

Ein grundlegendes Maß für die Performance eines Oszillators ist dessen Frequenzstabilität (oder Instabilität, je nach dem Blickwinkel). Auf lange Sicht (Zeiträume von Tagen oder Jahren) bezeichnen wir Frequenzänderungen als Alterung. In mäßigen Zeiträumen (Sekunden) wird die Stabilität eines Oszillators oft in Form von dessen Allan-Varianz charakterisiert............


Technischer Hinweis 36: Messung des Oszillator-Jitters

Der Zweck dieses Hinweises liegt in der Zusammenfassung der Methoden, den Statek zur Messung des Oszillator-Jitters verwendet. In Kürze: Wir nutzen die Jitter-Messmöglichkeiten des LeCroy-Oszilloskops WavePro 7100A mit dem Jitteranalyse-Softwarepaket JTA2. Damit sowie mit einer gewissen Signalverstärkung kann Jitter bis herunter auf ungefähr 1,5 ps gemessen werden............


Technischer Hinweis 37: Handling-Richtlinien für Kristall- & Oszillatorprodukte

Dieses Dokument bietet Richtlinien für das Handling von Kristall- oder Quarzoszillatorprodukten am Sitz des Kunden. Es deckt das Handling der Produkte ab dem Zeitpunkt ab, zu dem sie an der Empfangsstelle des Kunden ankommen und im Lager des Kunden abgelegt werden, nachdem sie der Versandverpackung entnommen wurden, nach dem Leiterplattenlöten und nachdem sie dem Panel entnommen/vereinzelt sowie auf der Leiterplatte des Kunden in seinem Endprodukt installiert wurden............