Křemíkové oscilátory nabízejí vývojářům a manažerům dodavatelského řetězce vše, co dnes musí moderní součástka umět. Extrémní všestrannost, extrémní robustnost a životnost s MTBF více než 500 milionů hodin, extrémní přesnost ve spojení s velmi malými pouzdry a velmi příznivé ceny.
Křemíkové oscilátory od společnosti PETERMANN-TECHNIK jsou přímou drop-in náhradou křemenných oscilátorů a lze je použít i bez přepracování desky plošných spojů. Kromě úspory nákladů uživatel těží z 30krát delší životnosti a vyšší odolnosti proti otřesům a vibracím, díky nimž jsou jeho aplikace výrazně bezpečnější.
Revoluční ultra nízkopříkonové XO a TCXO s frekvencí 32,768 kHz a konstrukcí pouzdra 1,5 x 0,8 mm a 2,0 x 1,6 mm bodují extrémně nízkou spotřebou energie menší než 1 µA a jsou k dispozici se stabilitou od ±5 ppm v teplotním rozsahu od -40 °C do +85 °C. Snížením amplitud lze dále snížit spotřebu energie a dokonale ji přizpůsobit dané aplikaci. Díky velmi nízké spotřebě energie jsou ULPO a ULPPO dostupné v rozsahu VDD od 1,2 do 3,63 VDC velmi vhodné pro použití v bateriově napájených aplikacích, jako jsou IoT, wearable, GPS, RTC, taktování µP, inteligentní měření, inteligentní bydlení, smartphony, tablety, monitory zdraví a wellness, sportovní videokamery, bezdrátové klávesnice, průmysl (i pro vysoké okolní teploty), vestavné počítače, spotřební produkty, automobilový průmysl a mnoho dalších.
Minimální spotřeba energie
Standardní nízkopříkonové XO (řada LPO ) ve frekvenčním rozsahu od 0,2 do 137 MHz se vyznačují také velmi nízkou cenou, velmi nízkou spotřebou energie, velmi přesnou standardní frekvenční stabilitou ±20 ppm při -40/+85 °C a vynikajícími hodnotami jitteru. Chování LPO v oblasti EMI je 54krát lepší než u srovnatelného křemenného oscilátoru. LPO, které jsou k dispozici v rozsahu VDD od 1,5 do 3,63 VDC, mají spotřebu proudu 4,8 mA při 137 MHz. Křemenný XO vyžaduje za srovnatelných podmínek přibližně 40 mA. V rozsahu od 1 do 110 MHz vyžadují LPO pouze 3,4 mA a jsou k dispozici také s funkcí úsporného vycpávání. V pohotovostním režimu je spotřeba energie LPO dostupných ve standardních pouzdrech (2,0 x 1,6; 2,5 x 2,0; 3,2 x 2,5; 5,0 x 3,2 a 7,0 x 5,0 mm) pouze 0,6 µA. Pro nové konstrukce navrhuje PETERMANN-TECHNIK použití LPO v pouzdrech 2,0 x 1,6 mm nebo 2,5 x 2,0 mm, protože tato pouzdra jsou výrazně levnější než křemenné oscilátory stejné velikosti nebo křemenné oscilátory ve větších keramických pouzdrech s rozměry 5,0 x 3,2 mm nebo 7,0 x 5,0 mm. Kromě toho lze v těchto pouzdrech vytvářet křížová použití s jinými verzemi oscilátorů (např.: nízkovýkonový oscilátor s nízkovýkonovým oscilátorem s rozprostřeným spektrem), aniž by bylo nutné vytvářet nové uspořádání.
Jeden oscilátor, dvě frekvence
Žádný problém s vysoce inovativní řadou LPO-2. Řada LPO-2 dokáže vyvést dvě frekvence ve frekvenčním rozsahu od 1 do 110 MHz, které lze vyvolat pomocí kolíku pro volbu frekvence. Volitelné výstupní frekvence jsou F0 (hlavní frekvence) nebo dělená frekvence hlavní frekvence. Z frekvence F0 lze generovat dělené frekvence F0/2, F0/3, F0/4 nebo F0/8. Například 50/25 MHz pro Ethernet, 24,576/12,288 MHz pro audio, 54/27 MHz pro video, 66/33 MHz pro CPU nebo 48/24/12 MHz pro USB aplikace. Stárnutí je po prvním roce ±1 ppm a je tedy na úrovni TCXO. Standardní stabilita je ±20 ppm při teplotě nad -20/+70 °C nebo ±25 ppm při teplotě nad -40/+85 °C. Je samozřejmé, že hodnoty jitteru 0,8 ps odpovídají nejlepší hodnotě v oboru. S LPO-2 lze díky velmi jednoduchému vícenásobnému použití oscilátoru se dvěma různými frekvencemi ušetřit značné náklady na vývoj, kvalifikaci, součástky, pořízení a infrastrukturu.
Extrémně nízký frekvenční drift
Sortiment produktů Silicon Oscillator Technology zahrnuje také řadu UPO (nízkonákladový ultra výkonný oscilátor) a řadu HTLPO (vysokoteplotní). V teplotním rozsahu od -40 °C do 125 °C nabízejí tyto oscilátory extrémně nízký frekvenční drift ±20 ppm; verze AECQ100 kompatibilní s automobilovým průmyslem nabízejí dokonce ±25 ppm v teplotním rozsahu od -55 °C do 125 °C. Tyto třídy přesnosti nejsou u běžně vyráběných hodinových krystalových oscilátorů možné. Spolehlivost křemíkových oscilátorů je také 30krát vyšší než u křemenných oscilátorů. Z pohledu společnosti PETERMANN-TECHNIK se bude stále více používat oscilátorů s velmi vysokou přesností ve velmi malých pouzdrech, a to zejména v oblastech, jako jsou "informační systémy", "sítě ve vozidlech", "detekce kolizí" a "řízení převodovky". Kromě extrémně vysoké odolnosti proti nárazům a vibracím a velmi nízkých hodnot stability frekvence jsou pro zákazníky nejen z automobilového průmyslu zajímavé i velmi příznivé ceny.
Oscilátory pro sítě a výpočetní techniku
Křemíková technologie oscilátorů PETERMANN-TECHNIK stanovuje nové standardy také pro diferenciální XO, VCXO a VCTCXO. Vzorky a malé série dostupných verzí v provedení LVPECL a LVDS ve frekvenčním rozsahu od 1 do 800 MHz lze dodat během jednoho dne. Tyto oscilátory mají navíc vynikající frekvenční stabilitu ±10 ppm v teplotním rozsahu od 0 °C do 70 °C a ±15 ppm v teplotním rozsahu od -40 °C do 85 °C. Hodnoty jitteru jsou extrémně nízké a dosahují 0,3 ps a jsou ideální mimo jiné pro použití v 10GB Ethernetu podle IEEE802.3-2005 a v telekomunikačních aplikacích. Stárnutí ±5 ppm po 10 letech je nižší než u TCXO na bázi křemene. Díky tomu jsou tyto oscilátory vhodné pro aplikace, jako jsou síťové a počítačové aplikace, serverové a úložné aplikace, SONET, SATA, SAS, PCI Express, směrovače, plně vyrovnávací paměti DIMM a produkty s optickými vlákny. Vzorky a malé série v této oblasti lze rovněž dodat do jednoho dne.
Široké frekvenční spektrum
VCXO se vyznačují velmi širokým frekvenčním spektrem od 1,0 do 625 MHz s rozsahem tahu až ±1600 ppm. Lze zvolit frekvenční stabilitu od ±10 ppm do ±50 ppm při teplotách -40/+85 °C, dlouhodobé stárnutí je ±5 ppm po 10 letech. Stejně jako oscilátory VCTCXO a Stratum 3 se i oscilátory VCXO zaměřují na vynikající jitter, maximální variabilitu, extrémní robustnost a velmi příznivé ceny.
Oscilátory s rozprostřeným spektrem
Sortiment produktů Silicon Oscillator Technology doplňují výkonné oscilátory s rozprostřeným spektrem s nízkou spotřebou (řada LPSSO) ve standardním frekvenčním rozsahu od 1 do 220 MHz. Střední rozpětí se pohybuje v rozmezí ±0,125 - ±2,0 % a dolní rozpětí od -0,25 do -4 %, takže oscilátory SSPO lze použít v telekomunikačních aplikacích, skenerech, tiskárnách, kopírkách, řadičích rozhraní, grafických kartách, PCI, procesorech, set-top boxech, LC displejích a všech dalších aplikacích s kritickými požadavky na EMC. Rozsah napětí VDD je 1,8 až 3,63 VDC. Oscilátory s rozprostřeným spektrem jsou k dispozici v pouzdrech od 2,5 x 2,0 mm do 7,0 x 5,0 mm, přičemž pouzdro 2,5 x 2,0 mm se doporučuje pro nový vývoj vzhledem k velmi příznivé ceně.
Přepínatelné rozpětí
U některých verzí lze rozpětí vypnout. Frekvenční stabilita bez rozpětí je ±25 ppm při teplotách -40/+85 °C ve spojení s velmi nízkým jitterem mezi jednotlivými cykly 30 ps. Vývojář má tedy možnost zapnout definovaný spread. To výrazně snižuje náklady na vývoj, součástky, skladování a pořízení, protože stejný oscilátor lze u zákazníka použít v široké škále aplikací - s rozpětím i bez něj. Stejně jako všechny ostatní produkty z řady křemíkových oscilátorů nabízí i skupina oscilátorů s rozprostřeným spektrem téměř neomezené možnosti použití.
Odběr vzorků a malé série během jednoho dne
Nejenže je k dispozici velké množství frekvencí skladem v různých pouzdrech, ale také výrobní lhůty 3 až 5 týdnů pro všechny výrobky jsou ve velmi krátkém časovém rámci. Vzorky a malé série oscilátorů ULPO a ULPPO s frekvencí 32 768 kHz, LPO, UPO, HPTLPO, VCXO, LPSSO, diferenciálních oscilátorů atd. mohou být odeslány ještě týž den, kdy je zadána objednávka.
Proč křemenná náhrada?
Levný křemíkový oscilátor o rozměrech 2,0 x 1,6 mm2 může taktovat několik integrovaných obvodů současně. Má frekvenční stabilitu maximálně ±20 ppm při teplotách -40 až +85 °C a ±25 ppm při teplotách -55 až +125 °C ve frekvenčním rozsahu 1 až 220 MHz. A to křemen nemá! Krystal o rozměrech 2,0 x 1,6 mm je k dispozici od 20 MHz, v pouzdře o rozměrech 2,5 x 2,0 mm pouze od 12 MHz. V závislosti na pouzdru a frekvenci mají tyto miniaturní krystaly SMD odpory 250 až 60 ohmů (12 až 64 MHz). Aplikační inženýři společnosti PETERMANN-TECHNIK při každodenních analýzách obvodů zákazníků velmi často zjišťují, že záporné vstupní odpory taktovaných oscilačních stupňů nejsou dostatečně velké, aby bylo možné s těmito velmi malými krystaly s vysokou impedancí dosáhnout dostatečné bezpečnosti přechodové odezvy. Zákazníci z automobilového průmyslu dokonce požadují bezpečnostní faktor >10! Ani v neautomobilových aplikacích již není možné dosáhnout dostatečně vysokých bezpečnostních faktorů s velmi malými křemennými krystaly kvůli velmi vysokým odporům. Navíc i velmi malý krystal stále vyžaduje nejméně dvě kapacity vnějšího obvodu za GND, ne-li dokonce vnější rezistor. To vše vyžaduje místo na desce plošných spojů, které uživatelé často prostě nemají nebo v další fázi miniaturizace již mít nebudou. Oscilátor o rozměrech 2,0 x 1,6 mm vyžaduje pouze 3,2 mm² místa na desce plošných spojů. Nic víc není potřeba. Toto řešení je mimořádně flexibilní, velmi levné, mimořádně odolné a pro další etapu miniaturizace prostě nepostradatelné. Dalším bodem, který je třeba vzít v úvahu, jsou často velmi vysoké úrovně buzení >400 µW až 1 mW, nebo dokonce více. Mnoho uživatelů si velmi často ani neuvědomuje, jak vysoké jsou úrovně buzení v jejich obvodech, protože tuto hodnotu není snadné správně změřit. Tyto vysoké úrovně buzení extrémně přetěžují malý krystal a mohou drasticky snížit jeho životnost. Vysoké úrovně buzení přesto nejsou pro mikrooscilátor problémem. Stačí přepnout CLK-OUT na XIN stupně oscilátoru a je hotovo.
Dobrá rada od odborníka na taktování
Abyste mohli různými způsoby ušetřit náklady, je důležité nejprve zvážit taktování v novém vývoji. Které integrované obvody by měly být použity, jak je lze umístit velmi blízko sebe, aby několik integrovaných obvodů mohlo být taktováno současně mikrooscilátorem, a tím se vyhnout vícenásobnému použití krystalů a krystalových oscilátorů? Jak se lze vyhnout EMC? Aplikační inženýři společnosti PETERMANN-TECHNIK mohou poskytnout pomoc a radu a okamžitě zákazníkovi představit a ukázat správné produktové řešení z mimořádně širokého a hlubokého portfolia výrobků.
Na základě vysoce inovativní technologie křemíkových oscilátorů má PETERMANN-TECHNIK velmi širokou nabídku různých oscilátorů, jako jsou oscilátory s velmi nízkou spotřebou, oscilátory s velmi nízkou spotřebou, oscilátory s nízkou spotřebou při vysokých teplotách, diferenciální oscilátory XO, oscilátory VCXO a VCTCXO do 800 MHz, oscilátory VCXO, VCTCXO, oscilátory Stratum 3 a oscilátory s rozprostřeným spektrem. Vysoce inovativní řešení oscilátorů jsou k dispozici ve frekvenčním rozsahu od 1 Hz do 800 MHz v teplotním rozsahu od -55 °C do 125 °C v závislosti na komponentě.
Společnost PETERMANN-TECHNIK si klade za cíl dále rozšiřovat svou pozici specializovaného partnera pro komponenty pro určování frekvence a nabízet svým zákazníkům extrémně krátkou dobu uvedení na trh a snížení nákladů na vývoj, kvalifikaci, komponenty, nákup a infrastrukturu díky vysoce kvalitním a mimořádně inovativním výrobkům v kombinaci s velmi rozsáhlým katalogem technických služeb a cenovými a logistickými systémy přizpůsobenými dodavatelskému řetězci, jakož i vynikající kvalitě výrobků.
Další informace naleznete na adrese:
Křemíkové oscilátory Přehled produktů
Publikováno jako odborný článek v časopise elektronik industrie 12/2014
V čase s křemíkovými oscilátory
Technické otázky:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail: info(at)petermann-technik.de
