Velikost a stabilita frekvence generátorů hodin ovlivňují rozměry a požadavky na napájení koncového zařízení. Zejména vývojáři bateriových produktů vyžadují přesné a kompaktní frekvenční generátory - apřehled současného stavu techniky na trhu s křemennými krystaly.
Křemenné krystaly (zjednodušeně nazývané křemenné krystaly) byly vyvinuty na počátku 20. let 20. století jako praktické krystaly pro použití v radiotechnice. Dnes se křemenné krystaly staly nedílnou součástí našeho moderního, technologického života. V posledních letech došlo k významnému posunu od velkých krystalů THT (Through-Hole Technology) a SMD (Surface Mounted Device) v kovových pouzdrech k miniaturním krystalům SMD v keramických pouzdrech. Poptávka po krystalech s vyšší frekvencí v menších pouzdrech tento trend dále podpořila. Díky technologickému pokroku a několika výrobním inovacím se podařilo výrazně zmenšit velikost krystalů, aniž by to bylo na úkor výkonu nebo nákladů.
V současné době se tvar krystalů o rozměrech 3,2 x 2,5 mm široce používá ve všech druzích aplikací, obvykle ve spojení s optimalizací odporu krystalů pro optimální přechodovou odezvu v definovaných rozmezích pracovních teplot a ve frekvenčním rozsahu od 8,0 do 64,0 MHz (AT fundamental). Mohou být provozovány s úrovní pohonu až 500 µW (ve frekvenčním rozsahu od 12,0 do 64,0 MHz). Pro zvláště náročné aplikace jsou k dispozici komponenty s frekvenční tolerancí až ±10 ppm a teplotním rozsahem -55 až 125 °C.
V posledních letech se souběžně s pouzdrem o rozměrech 3,2 x 2,5 mm (čtyřpólové) rozvíjel křemenný krystal SMD v keramickém pouzdře o rozměrech 2,5 x 2,0 mm (čtyř pólové), který se však nikdy příliš neuchytil. Pokud je pouzdro 3,2 x 2,5 mm příliš velké, lze použít velkoobjemový výrobek v pouzdře 2,0 x 1,6 mm (4-pad ). Tento typ pouzdra je velmi oblíbený pro velmi malé aplikace. Krystaly v tomto provedení jsou rovněž optimalizovány z hlediska odporu a navrženy pro optimální přechodovou odezvu. Vývojář může použít verze s úrovní pohonu až 400 µW.
Trend směrem k menším pouzdrům a vyšší frekvenční stabilitě lze pozorovat také u hodinových krystalů. Nejmenší verze s rozměry 1,2 x 1,0 mm bude brzy uvedena na trh. Krystaly s frekvencí 32,768 kHz v pouzdru o rozměrech 3,2 x 1,5 mm a 2,0 x 1,2 mm se sníženým odporem se nyní také hojně používají v koncových zařízeních. Na trhu s křemenem jsou k dispozici nízkoodporové krystaly s frekvencí 32,768 kHz a také standardní verze se zatížitelností 4 až 12,5 pF v teplotním rozsahu od -40 do +125 °C. Vývojář si může vybrat mezi dvěma frekvenčními tolerancemi. Vývojář si může vybrat mezi dvěma frekvenčními tolerancemi při teplotě +25 °C: ±10 ppm (volitelně) nebo ±20 ppm (standardně).
Stále více výrobců integrovaných obvodů používá krystaly SMD s integrovanými termistory, například v keramických pouzdrech 2,0 x 1,6 mm. Tyto krystaly se stále častěji používají v komunikačních produktech napájených z baterií a nahrazují proudově náročné (až 2 mA) krystalové oscilátory s teplotní kompenzací (TCXO).
Závěrem lze říci, že v posledních letech bylo ve vývoji křemenných krystalů dosaženo zdánlivě nemožného: Téměř náhodou se podařilo dosáhnout miniaturizace rozměrů pouzdra, aniž by se snížil výkon nebo zvýšily náklady, a technologický pokrok v elektronickém průmyslu byl využit k tomu, aby se stále inovativnější řešení při navrhování výrobků dostávala na trh. Výsledkem je stále větší frekvenční stabilita při stále menších rozměrech pouzdra.
Další informace naleznete na adrese:
Technické otázky:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail: info(at)petermann-technik.de
