数字化趋势中的石英晶体和振荡器
近年来,“物联网”(IoT)这个术语已经变得广为人知。物联网设备能够彼此无线通信,通常使用诸如WiFi、蓝牙、Zigbee和5G等标准。物联网还改变了设备本身的需求。如今,每部智能手机都是连接其他设备的节点。智能家居应用和手腕上的智能手表只是众多例子中的两个。
为了确保一切顺利运行,每个组件都必须适应无线环境的要求。这同样适用于许多电子应用中提供时钟信号的微小石英晶体和振荡器。那么,使用石英晶体和振荡器时需要考虑哪些因素呢?
02、越来越小的产品需要更小的组件
近年来,可穿戴设备的可用性急剧增加,尤其是在消费电子领域。产品本身以及内部的电路板和组件也在不断缩小。这种趋势被称为“小型化”。对于许多产品,包括一些主要集成电路(IC)制造商的产品,这一趋势似乎没有停止的迹象,这也影响了其他组件,如石英晶体和振荡器。
因此,器件的外壳和规格要求发生了变化,这些被动组件也必须变得越来越小。这带来了一些优势,例如需要的原材料减少了,有利于环保;包装、运输和存储的成本也相应降低。
然而,这一趋势带来了一个挑战,即频率方面的物理限制。要获得较低的振荡频率,开发过程需要使用较厚的石英,而较高的频率则需要较薄的晶体。然而,表面积与厚度的比率不能降低到某个值以下,否则电气参数将变得不利。这一限制主要影响石英晶体,而不是石英振荡器,因为后者包含一个可以分频的IC。因此,振荡器在频率方面有更大的灵活性。
通常,石英晶体在所谓的“Pierce电路”中运行。该电路的基本元素包括两部分:
共振环路,原始的振荡发生在此。
反馈环路,激励电路振荡并补偿电路中的能量损失。
共振环路中的石英晶体确保振荡只在其共振频率下发生,因为它在此频率上提供最佳性能。
03、以最小能量实现可靠的振荡
许多小型电池供电的设备基于“片上系统”(SoC)组件,在这些应用中,功耗是关键因素。如今,低功耗通常通过使用较低的工作电压来实现,但这对石英电路的振荡可靠性产生了负面影响。为了弥补这一影响,开发人员必须仔细选择组件并进行最佳电路匹配。
为了应对小型组件和低电压对振荡可靠性的不利影响,开发人员通常选择较低的标称负载电容的晶体。具有较小电容的电路可以使用较弱的驱动级,同时仍能达到可接受的振荡可靠性。在实验室匹配过程中,开发人员分析频率精度、振荡安全系数和晶体输出,以确保高水平的运行可靠性。
04、无线应用中的高频精度
石英晶体在无线应用中的一个主要要求是频率精度。电路通常分配到狭窄的频率带宽中,任何频率偏差都会导致与其他频率的干扰并减少连接范围。例如,蓝牙允许的最大频率偏差为±40ppm。在应用的整个生命周期内,这个限值绝不能被超过。开发人员必须使用最坏情况的计算来估计所有可能的影响,包括:
25℃时的容差
预期温度范围内的稳定性
电路负载电容(CL)不匹配造成的误差
长期变化
负载电容容差造成的误差
IC引脚电容和PCB容差的CL误差
为了确保25℃时的频率合规性,每个石英元件的负载电容在生产过程中定义。晶体被激励振荡,测量其频率,并在必要时通过蒸发沉积或离子轰击来调整银电极的质量。如果在最终电路中再次实现相同的电容,晶体将在室温下以其标称频率可靠地振荡。
05、在旧电路中使用现代石英:重新设计
为了无误运行的正确电阻,晶体必须既小又精确。另一个关键因素是晶体的等效串联电阻(ESR),应尽可能低。等效串联电阻ESR会影响振荡安全系数(OSF),进而影响电路的可靠性。
随着较大尺寸的石英组件逐渐停产,开发人员需要重新设计电路以适应较小的晶体。开发人员需要检查这些较小晶体的功率处理能力,以防止过度老化或故障。
哪些石英产品特别适用于物联网应用?
原则上,石英晶体和石英振荡器都适合用于物联网应用。石英晶体通常由于成本原因在大批量应用中被选择。然而,振荡器提供更高的精度和可靠性,开发过程中所需的工作也相对较少。
最后,常用的“音叉”晶体(也称为时钟晶体)通常在32.768kHz下振荡,广泛用于实时时钟应用。这些晶体还可用于提供备用时钟发生器,以减少待机模式下的功耗。虽然音叉晶体的温度敏感性较高,不足以满足无线应用的精确时钟要求,但它们由于极低的电流消耗,是待机模式的理想选择。
06、以下是小型化TROQ晶振的选型推荐
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
TROQ产品选型
型号- ARM OSC 7050-4P,RNC SEAM 1610-2P,ARND SEAM 2012-2P,RNA 2*6-2P,RB HC-49S-2P,ARNE SEAM 3215-2P,RZ OSC 2520-4P,R8 SEAM 1612-4P,ARG GLASS 5032-2P,RP GLASS 3225-4P,ARC HC-49SMD-2P,ARO OSC 3225-4P,ARH SEAM 5032-4P,RNA 2×6-2P,RTL TCXO 3225-4P,ARZ OSC 2520-4P,RND SEAM 2012-2P,R9 SEAM 2016-4P,ARS OSC 5032-4P,ARND 2012-2P,RTQ 2520-4P,RC 49SMD-2P,RT9 2016-4P,RH SEAM 5032-4P,RF GLASS 8045 -2P,ARU OSC 2016-4P,ARL SEAM 3225-4P,ARP GLASS 3225-2P,AR9 SEAM 2016-4P,RW TSX-2520-4P,RS OSC 5032-4P,RTL 3225-4P,RL SEAM 3225-4P,RP GLASS 3225-2P,RM OSC 7050-4P,ARQ SEAM 2520-4P,ARF GLASS 8045-2P,RV GLASS 6035-2P,RC 49SMD-MINI-2P,RNB 3*8-2P,RNB 3X8-2P,RNE SEAM 3215-2P,RO OSC 3225-4P,RW TSX 2520-4P,RV GLASS 6035 -2P,RNG GLASS 7015-4P,RG GLASS 5032-2P,RTQ TCXO 2520-4P,RF GLASS 8045-2P,RQ SEAM 2520-4P,RC 49SMD-4P,RU OSC 2016-4P,RNH GLASS 8038-4P,ARP GLASS 3225-4P,ARB HC-49S-2P,RT99 TCXO 2016-4P,ARNE 3215-2P
国内专业的石英晶体谐振器及振荡器生产商——星通时频( SCTF)
星通时频(SCTF)成立于2003年,专注于石英晶体谐振器、振荡器的研发生产,拥有世界先进的生产、检验设备以及万级净化车间,产品线齐全,包含DIP和SMD,无源和有源晶振。星通时频(SCTF)通过了IS09001、IS014001和IATF16949国际标准化管理体系,产品通过最新ROHS/REACH认证,广泛应用于网络通信、智能电网、智能安防、汽车电子、工业自动化、金融支付、消费电子产品等领域。
品牌简介 发布时间 : 2021-09-13
应达利(Interquip)石英晶体谐振器/振荡器选型指南(详细版)
目录- COMPANY PROFILE Quartz Crystal Resonators Application introduction SMD Seam Welded Quartz Crystal Resonators with Built-in Thermlstor AT-CUT Quartz Crystal Resonators SMD Ceramic to Metal Quartz Crystal Resonators SMD All Ceramic Quartz Crystal Resonator SMD Seam Welded Quartz Crystal Resonators SMD Tuning Fork Crystal Resonators SMD Voltage Controlled Quartz Crystal Oscillator SMD Temperature Compensated Quartz Crystal Oscillators Ultra-Low Phase Noise Quartz Crystal Oscillators SMD Ceramic Enclosure Quartz Crystal Oscillators Programmable SMD Ceramic Enclosure Quartz Crystal Oscillators
型号- 165-B SERIES,HC-49S SERIES,SMCE-1210,SMCE-1612,THHF-49S3,SMLF-1610,TC900,463-F,168-B SERIES,SMCM-3225H,463-E,168-P SERIES,163-B,163-F,163-E,165-B,SMCE-2016,SMCE-3225,VC800,SMAC-1045H,463-F SERIES,THR-1612,VC800 SERIES,SMAC-7050H,163-P,HC-49S,149-B SERIES,149-F SERIES,THHF-49S2B,THHF-49S2A,TC950 SERIES,SMCM-2016H,SMCE-2520,THR-2016,160-B SERIES,SMLF-3215,163-P SERIES,SMCE-5032,TC800,163-B SERIES,163-E SERIES,163-F SERIES,SMCM-5032H,SMCE-7050,TC800 SERIES,149-B,168-B,SMHF-49C,149-E,SMHF-49B,149-F,SMHF-49D,160-B,SMCE-6035,SMLF-2012,THR-2520,463-E SERIES,TC900 SERIES,TC950,THHF-49S,168-P,149-E SERIES
晶振知识:无源晶振四个引脚怎么接?
无源晶振是一种常见的电子元件,它由石英晶体组成,具有高精度和高稳定性的特点。无源晶振的四个引脚是其重要的组成部分,每个引脚都有其特定的功能。
技术探讨 发布时间 : 2024-08-10
关于有源晶振的特点,你知道哪些?
有源晶振(Active Crystal Oscillator,ACO)是一种内置了晶体振荡器、晶体管和阻容元件的振荡器。与无源晶振相比,有源晶振具有一些显著的特点和优势,同时也存在一些限制。本文TROQ创捷电子来为大家介绍有源晶振的特点,希望对各位工程师朋友有所帮助。
技术探讨 发布时间 : 2024-11-09
一图看懂有源晶振和无源晶振的区别
晶振可分为有源晶振与无源晶振。一般我们说的“晶振”指的是有源晶振,而无源晶振通常叫“晶体”,或者叫“谐振器”。本文中CREC将带大家一起认识有源晶振和无源晶振的区别。
技术探讨 发布时间 : 2024-04-04
晶科鑫有源晶振:固态锂电池在科技界的 “最佳拍档”
晶振和全固态锂电池是科技界“黄金搭档”,在全固态锂电池的生产中,晶科鑫的3225有源晶振不仅监控电池稳定性,还调节其性能,确保了电池的安全与效率,凸显了晶振在智能设备中的核心作用。
原厂动态 发布时间 : 2024-11-06
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提供CE测试服务,通过晶体回路匹配分析,给出测试报告。支持EPSON所有MHz无源晶体、32.768KHz晶体。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
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测试范围:扬兴晶振全系列晶体,通过对晶体回路匹配分析,调整频率、驱动功率和起振能力,解决频偏、不起振、干扰、频率错误等问题。技术专家免费分析,测完如有问题,会进一步晶振烧录/修改电路。
实验室地址: 深圳 提交需求>
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