IQD石英晶体LFXTAL051643REEL计时
来源:http://www.konuaer.net 作者:康华尔电子 2024年04月16
IQD石英晶体LFXTAL051643REEL计时
自推出以来,32.768kHz微型手表水晶已成为有史以来最受欢迎的计时基准。本应用说明旨在为石英晶体在计时应用中的使用提供一些指导。
在几乎所有情况下,出于方便和成本的考虑,设计者都希望将简单的逻辑门振荡器用于该应用。通常应用于这种类型的设计的标准是,它应该准确、低成本和低功耗。使用手表晶体和CMOS逻辑可以满足所有这些标准
在CMOS振荡器电路中,功耗随着频率的增加而增加,因此将操作频率降低到最小是有意义的;这就是选择32.768kHz的原因。降低CMOS电路中功耗的第二种方法是减小被驱动的任何负载的大小。部分是因为这个原因,手表晶体石英晶振被设计为通常在12.5pF的负载下工作,而不是更常见的20或30pF。它还与以下方面有关:(a)除非使用低晶体负载电容,否则所使用的CMOS类型在手表中使用的低电压下会耗尽蒸汽;(b) 以保持晶体驱动电平低同时保持足够的反相器输入电压,以及(c)允许使用非常小的微调电容器同时仍然提供必要的微调范围。
CMOS反相器振荡器的基本要求可以通过单个栅极和少数其他部件来满足,以提供偏置和反馈。图1显示了这种类型的典型电路。贴片晶振石英晶体所看到的负载电容是Cout和Cin与包括逻辑门输入和输出引脚电容在内的任何电路杂散的串联组合。图1中使用的分量值工作良好,并与Saunders 140晶体阻抗计的测量测试结果具有良好的相关性。晶体的表观负载电容为:
Cout=栅极输出电容器Cin=栅极输入电容器
这给出了6.9pF负载的数字。这远低于所需的12.5pF的数字,然而逻辑门的输入和输出引脚都存在可观的负载。这些附加值需要添加到6.9pF中。这些负载通常为每个引脚3pF到4pF的数量级,但也可以高达10pF,这也取决于所使用的逻辑系列。这些额外的负载与电路中的任何杂散电容加起来应该达到大约12.5pF。
如果需要可微调振荡器,22pF输出电容器可以由与2pF到22pF微调器并联的固定10pF电容器代替。为了获得最佳效果,应使用NPO、COG或类似的低温系数电介质电容器以获得最佳稳定性
对于这样的振荡器,一个经常表达的要求是紧密公差,通常是在不提供微调器的布局中。除了电容器容差的影响之外,必须认识到,由于它们的值较低,可归因于IC的稍微可变的阻抗将导致稍微不确定的相移,从而导致振荡频率。因此,如果需要优于±50ppm的精度,无论实际晶体公差如何,强烈建议使用微调器。
另一个重要的影响是由于温度的变化。石英晶振厂家的1MHz以下的手表晶体和其他类似类型具有抛物线频率温度特性,设计周转温度为25°C(见图3)。翻转温度和抛物线曲率常数的公差,通常分别为±3°C和0.038 ppm/°C2,意味着只能在有限的温度范围内保持紧密的公差。当然,这在手表中没有什么影响,因为在使用中,它保持在接近晶体的翻转温度,但如果需要大于0至50°C的工作温度范围,这可能会使选择这种类型的晶体的成本效益低于AT切割单元。
4.194304MHz(32.768kHz x 27)AT切割晶体的类似电路如图2所示。C3和C4旨在促进在12pF的标准时钟晶体负载下校准的晶体的精确频率微调。如果不需要微调,则用18pF或22pF固定单元替换这些电容器(选择导致振荡最接近标称频率的值),或者完全省略它们,并指定在30pF负载下校准的晶体。
自推出以来,32.768kHz微型手表水晶已成为有史以来最受欢迎的计时基准。本应用说明旨在为石英晶体在计时应用中的使用提供一些指导。
在几乎所有情况下,出于方便和成本的考虑,设计者都希望将简单的逻辑门振荡器用于该应用。通常应用于这种类型的设计的标准是,它应该准确、低成本和低功耗。使用手表晶体和CMOS逻辑可以满足所有这些标准
在CMOS振荡器电路中,功耗随着频率的增加而增加,因此将操作频率降低到最小是有意义的;这就是选择32.768kHz的原因。降低CMOS电路中功耗的第二种方法是减小被驱动的任何负载的大小。部分是因为这个原因,手表晶体石英晶振被设计为通常在12.5pF的负载下工作,而不是更常见的20或30pF。它还与以下方面有关:(a)除非使用低晶体负载电容,否则所使用的CMOS类型在手表中使用的低电压下会耗尽蒸汽;(b) 以保持晶体驱动电平低同时保持足够的反相器输入电压,以及(c)允许使用非常小的微调电容器同时仍然提供必要的微调范围。
CMOS反相器振荡器的基本要求可以通过单个栅极和少数其他部件来满足,以提供偏置和反馈。图1显示了这种类型的典型电路。贴片晶振石英晶体所看到的负载电容是Cout和Cin与包括逻辑门输入和输出引脚电容在内的任何电路杂散的串联组合。图1中使用的分量值工作良好,并与Saunders 140晶体阻抗计的测量测试结果具有良好的相关性。晶体的表观负载电容为:
Cout=栅极输出电容器Cin=栅极输入电容器
这给出了6.9pF负载的数字。这远低于所需的12.5pF的数字,然而逻辑门的输入和输出引脚都存在可观的负载。这些附加值需要添加到6.9pF中。这些负载通常为每个引脚3pF到4pF的数量级,但也可以高达10pF,这也取决于所使用的逻辑系列。这些额外的负载与电路中的任何杂散电容加起来应该达到大约12.5pF。
如果需要可微调振荡器,22pF输出电容器可以由与2pF到22pF微调器并联的固定10pF电容器代替。为了获得最佳效果,应使用NPO、COG或类似的低温系数电介质电容器以获得最佳稳定性
对于这样的振荡器,一个经常表达的要求是紧密公差,通常是在不提供微调器的布局中。除了电容器容差的影响之外,必须认识到,由于它们的值较低,可归因于IC的稍微可变的阻抗将导致稍微不确定的相移,从而导致振荡频率。因此,如果需要优于±50ppm的精度,无论实际晶体公差如何,强烈建议使用微调器。
另一个重要的影响是由于温度的变化。石英晶振厂家的1MHz以下的手表晶体和其他类似类型具有抛物线频率温度特性,设计周转温度为25°C(见图3)。翻转温度和抛物线曲率常数的公差,通常分别为±3°C和0.038 ppm/°C2,意味着只能在有限的温度范围内保持紧密的公差。当然,这在手表中没有什么影响,因为在使用中,它保持在接近晶体的翻转温度,但如果需要大于0至50°C的工作温度范围,这可能会使选择这种类型的晶体的成本效益低于AT切割单元。
4.194304MHz(32.768kHz x 27)AT切割晶体的类似电路如图2所示。C3和C4旨在促进在12pF的标准时钟晶体负载下校准的晶体的精确频率微调。如果不需要微调,则用18pF或22pF固定单元替换这些电容器(选择导致振荡最接近标称频率的值),或者完全省略它们,并指定在30pF负载下校准的晶体。
制造商零件编码 | 进口晶振 | 系列 | 描述 | 频率 |
LFXTAL059597REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL081613REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL073170REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL069526REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL082129REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL059596REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 30.0000MHZ 10PF SMD | 30 MHz |
LFXTAL051643REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL071262REEL | IQD晶振 | IQXC-42 AUTO | CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD | 32 MHz |
LFXTAL050789REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL081612REEL | IQD晶振 | IQXC-26 | CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD | 30 MHz |
LFXTAL066198REEL | IQD晶振 | IQXC-90 | CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL073264REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 6PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL059461REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL082128REEL | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD | 30 MHz |
LFXTAL062558REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL065455REEL | IQD晶振 | IQXC-25 | CRYSTAL 32.7680KHZ 6PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL066431REEL | IQD晶振 | IQXC-90 | CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL065253REEL | IQD晶振 | IQXC-90 | CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD | 32.768 kHz |
LFXTAL082128RL3K | IQD晶振 | IQXC-42 | CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD | 30 MHz |
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此文关键字: 32.768KHz晶振
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