Raltron石英晶体振荡器说明书

Raltron石英晶体振荡器说明书，Raltron公司致力于不断追求质量和卓越。这种哲学使Raltron在多年的持续增长中保持领先地位。从客户产品开发流程的第一步开始提供深入的技术支持两个应用工程团队确保在客户的整个有源晶振产品生命周期中持续运行总部设在佛罗里达和亚洲。这两个地方都有故障分析实验室配备现代测试设备，使公司能够实时响应客户的需求招标。Raltron致力于通过将大部分收入投资于以下领域来实现持续增长深化现有客户关系，渗透新市场，发展尖端技术性能新产品。

ASIC和微处理器计时元素市场规模估计为100每月百万台。通常这些通过设计满足了要求带有通孔和购买“全尺寸”或“半尺寸”逻辑时钟。由PCMCIA和磁盘驱动器驱动设计师，更新的振荡器单元现在包括在大多数ASIC中。这些振荡器单元可用于提供时基时钟无需包装的输出时钟该技术允许PCB真实遗产减少60%减少EMI的附加优点。直接降低了计时成本当考虑空间成本。

这是本文的根本目的向新手指示如何使用ASIC中的振荡器单元以提供时钟要求。本文将讨论输出阻抗的影响，外部组件，以及选择方法相同的.

基本面。有源晶体振荡器可能分类为放松或谐波类型。弛豫振荡器由单个储能元件组成（电容器或电感器）和电阻器。这个C-R或L-R时间常数通常用于触发对电压电平敏感的设备
例如触发器或单结晶体管（UJT）。波形通常指数性质，谐波丰富。振荡频率已确定
通过时间常数、电源电压和阈值触发级别。一般来说振荡器的频率不是很稳定，但是频闪、转向指示器功能良好或闪光灯。
谐波振荡器符合Barkhausen标准，需要两个阶段并且满足增益标准以提供持续振荡器。
∑闭环增益≥1
∑闭环周围的相移=n*
360度，其中n是整数值
谐波振荡器利用两种电感和电容元件或其机械以及声波当量，例如元素表示为石英晶体。谐波振荡器以正弦波形和优异的频率稳定性。频率由电感器决定，并且电容器和
有源电路。本文仅限于谐波振荡的产生使用新的振荡器单元。

水晶选择。有源晶振设计计时必须简单、低成本可信赖的发明了基本的AT和BT切割1934年[1]仍然是首选。在切割既用于基本面，也用于泛音模式。BT切割用于仅基本模式。

AT切割。AT截止谐振器的频率与温度特性遵循三阶曲率，拐点在+25C。标准频率与温度规格为±0.005%（50ppm）或±0.01%（100ppm），从-20℃到+70℃。稳定性限值为±0.001%（10ppm），从-20C至+70C。
BT切割。BT截止谐振器的频率与。
温度特性遵循具有最大值的抛物线接近室温的频率。因此，对于BT切割在较高和较低时均减少温度。经过校准的晶体+25C时的标称频率为-100ppm在+70摄氏度时，每摄氏度。
如图1所示两次切割。
AT基础条形图。低成本微型基本的AT条形晶体通常使用范围为3.5至40MHz。石英晶振设计规定板的厚度（单位：密耳）=66.4/频率（单位：兆赫）。带晶体有弯曲和表面问题必须考虑的剪切耦合宽度与厚度的设计比。在里面此外，上下频率限制受工艺设计和困难。在频率的低端光谱，厚度几乎为20密耳并且需要特殊处理，例如单向轮廓和边缘倾斜。在40兆赫时，At晶体只有1.66密耳厚，必须用真空处理挑选。

倒置梅萨水晶。倒置梅萨晶体利用和蚀刻技术制造双电平谐振器。这个较厚的搭接部分用于安装
支持较薄的蚀刻部分包含电极。基本的晶体的频率在60到120兆赫之间以及第三泛音到350MHz。新的
产品，tab台面晶体，最近已上市。该产品使用更少比全360度厚的支撑区域，可包装在2-x6mm
管状包装。Raltron石英晶体振荡器说明书.
HC-49和HC-45基础和第三Overtone水晶。基础和第三装在传统HC45和HC-49支架中的泛音晶体也很好
选择作为计时元素。这些晶体是有引线的器件，应该通孔安装。第三条引线可以是增加了更坚固、更轻薄
安装SMT引线成型可以进行应用程序；然而，由于处理和处理困难，这是目前还不是什么大票项目。

ASIC单元振荡器基础。当今使用最广泛的振荡器是使用无缓冲的MOS栅极振荡器逆变器。几乎所有的微处理器
与许多其他数字应用程序一起这个电路内置在电池内或被驱动来自使用该ASIC的外部振荡器
环行.

振荡器单元有几个特性这对于振荡器设计者来说是重要的。
RinRin高-10兆欧姆
Rout。Rout取决于逻辑类型正在使用。ECL逻辑具有低阻抗–在7欧姆的范围内。CMOS逻辑具有
更高的输出阻抗-在700欧姆。HCMOS逻辑通常介于250和500欧姆之间。振荡器设计者应该获得输出来自的阻抗信息制造商如果此信息不是可用，简单的输出阻抗测试电路如图2所示。
获得通过偏置反相器获得增益以线性模式。偏见是由连接逆变器的电阻器输出到输入。此连接导致
高增益和宽带宽，但两者都缺乏一致性相移。f0处的相移，即频率振荡的角度约为180度通过放大器从输入到输出。导出额外的180度相位来自pi反馈网络。投保可靠的启动和稳定的运行，电路必须具有移相的能力180度之外再增加20度度最小反馈要求。
相位偏移由时间延迟修改从放大器的输入到输出通常为1至2纳秒。自从频率是时间的倒数，时间延迟等于逆变器。外部pi电路必须偏移比延迟少180度相等的转变。

表I显示了1和2的相移在选定频率下的纳秒延迟。这种减少的相移信息将在波德图分析中有用。

设计师应确保足够的动态范围来弥补部件或电源发生变化。对于例如，电路中的手指会干扰
相移并允许晶体启动、锁定开启并继续振荡。
为了满足Barkhausen的相移准则，我们必须向外移动180度（加上至少25个附加度）反馈回路。设计稳定
振荡器，希望在180度点具有快速的相位变化率。为了在pi网络，我们需要移相90度。关于
晶体的ASIC输入侧，晶体如果Zin情绪高涨。在晶体的ASIC输出侧，应该进行相移通过90度，效果较差
逆变器延时的相移参考表1。
基本反馈电路。基本皮尔斯振荡器电路如图3所示。组件包括相移元件C1和C2以及输出
阻抗调节电阻器Rx。Note Rx是离散电路组件，而不是包含在逆变器。如果在振荡器设计中省略Rx（不幸的是，很多时候都是这样），问题很容易出现。设计师应该总是为这个组件布置电路如果Rx为他的反馈配置不需要。

反馈元素选择。为此纸张，ASIC单元外部的反馈将减少为“pi”或平行水箱配置值得注意的是，一个“T”配置具有类似的特性，但是不在本文的范围内。那里有四（4）种可能的组合无负载储能电路可能出现的电抗。这四个案例是如图4所示。
图4，情况1，两个支路都有电容器以及相互连接的电感器。这个只有当电感器放置在Z3位置。示例案例1是常见的皮尔斯配置通常用于石英晶体振荡器电路。连接晶体满足振荡条件略高于每个晶体上的Fs模式电路将捕获模式实际期限最低。
如果电容器或电感器在外部已连接阻抗匹配。振荡器电路取决于稳定性相位变化率的重要性可以从图表中看出当人们考虑到由于对于扰动、分量变化，湿气、天灾等。振荡器将在旧的频率，所以它改变相位，直到可能发生振荡。假设一个不稳定电路将相位偏移2度。这可能导致频率变化6 Hz或相位斜率为1/3度/Hz。通常，我们期望每赫兹40度的相位斜率。如果在输入端进行阻抗匹配和pi网络的输出，相位斜率显著降低。因此设计者应该努力寻找一个大的不匹配，以最大化相位斜率。这一切都必须用常识来控制。

作为阻抗匹配的示例，考虑在110中插入一个电容器墙上的电压插座和试图转移电力公司阶段。显然不起作用，因为信号源非常非常低的阻抗。如果一个系列插入的电阻等于电容器的电抗，相位R-C的偏移为45度结，信号幅度为减少½。
在
ASIC的输出。如果输出阻抗与外部电抗相比是低的，电容器将不会显著地偏移相位。简单地说，一个小型C2连接到低阻抗的输出ASIC什么也不做。如果添加了Rx，（Rx=XC2）45度相移将在水晶。可能是最重要的本文考虑的是C2相对于ASIC单元。