Кварцевые резонаторы: Кварцевые резонаторы. Виды и применение. Устройство и работа

Содержание

Кварцевые резонаторы. Виды и применение. Устройство и работа

Современная цифровая аппаратура нуждается в высокой точности, поэтому часто в цифровых устройствах содержится кварцевый резонатор, который является стабильным и надежным генератором гармонических колебаний. Цифровые микроконтроллеры работают на основе этой постоянной частоты, и используют ее для работы цифрового прибора. Кварцевые резонаторы являются надежной заменой контура колебаний, собранного на конденсаторе и катушке индуктивности.

Добротность контура колебаний на основе катушки и конденсатора не превышает 300. Она является характеристикой контура колебаний, определяющей величину полосы резонанса. Добротность показывает, во сколько раз энергия колебательной системы превышает потери энергии в течение одного периода колебаний. Чем больше добротность, тем меньше теряется энергии за один период, и медленнее затухают колебания. Емкость конденсатора в обычном контуре колеблется в зависимости от температуры среды. Величина индуктивности катушки также зависит от многих факторов. Существуют даже соответствующие коэффициенты, определяющие зависимость параметров этих элементов от температуры.

Кварцевые резонаторы, в отличие от вышеописанных контуров колебаний, обладают очень большой добротностью, достигающей значения в несколько миллионов. При этом температура в пределах -40 +70 градусов никак не влияет на этот параметр. Высокая стабильность работы кварцевых резонаторов при любой температуре послужила их широкому применению в цифровой электронике и радиотехнике.

Разновидности

По типу корпуса:

Для объемной установки (цилиндрические и стандартные).
Для поверхностного монтажа.

По материалу корпуса:

Металлические.
Стеклянные.
Пластиковые.

По форме корпуса:

Круглые.
Прямоугольные.
Цилиндрические.
Плоские.

По количеству резонансных систем:

Одинарные.
Двойные.

По защите корпуса:

Герметичные.
Негерметизированные.
Вакуумные.

По назначению:

Фильтровые.
Генераторные.

Важным свойством кварцевых резонаторов для успешной работы является их активность. Но она не определяется только собственными свойствами. Вся электрическая схема влияет на его активность.

В резонаторах, используемых в фильтрах, применяются такие же виды колебаний, как и в генераторных резонаторах. В фильтрах используются 2-х и 4-х электродные вакуумные резонаторы. Для многозвенных фильтров чаще всего применяются 4-х электродные, так как они более экономичные.

Принцип действия и устройство

Кварцевые резонаторы работают на основе пьезоэлектрического эффекта, образующегося на кварцевой пластинке. Кварц – это природный кристалл. Он представляет собой модификацию соединения кремния с кислородом, и имеет химическую формулу Si O₂. Массовая доля кварца в земной коре составляет около 60%, в свободном виде 12%. В других минералах также может содержаться кварц.

Для производства кварцевых резонаторов используют низкотемпературный кварц. Он обладает выраженным пьезоэлектрическим эффектом. Химическая устойчивость кварца очень высока, растворить кварц способна только гидрофторидная кислота. По твердости кварц стоит на втором месте после алмаза. Кварцевую пластинку для резонатора изготавливают путем вырезания из кварца кусочка под заданным определенным углом. В зависимости от этого угла среза кварцевая пластинка отличается разными электромеханическими параметрами.

От вида среза зависит наличие или отсутствие паразитных частот, стабильность работы при любых температурах, частота колебаний. На обе стороны кварцевой пластинки наносят слой одного из дорогостоящих металлов: серебра, платины, никеля или даже золота. После этого пластинку фиксируют прочными проволочками в корпусе резонатора. Затем производят герметичную сборку корпуса.

В результате образуется колебательный контур, обладающий собственной частотой резонанса, определяющей работу всего резонатора. Если к электродам пластинки приложить переменное напряжение с частотой резонанса, то возникнет резонансный эффект, а амплитуда колебаний пластинки значительно повысится. При этом резонатор уменьшит свое сопротивление на значительную величину. Этот процесс подобен тому процессу, который происходит в контуре колебаний последовательного вида (на основе катушки и конденсатора). Потери энергии при возбуждении кварцевого резонатора на частоте резонанса очень малы, так как добротность кварцевого контура колебаний очень высока.

Эта эквивалентная схема состоит из:

R – Сопротивление.
С1 – Емкость.
L – Индуктивность.
С2 – Статическая электрическая емкость пластинок вместе с держателями.

Эти элементы определяют электромеханические параметры кварцевой пластинки. Если удалить монтажные элементы, получается последовательный контур LС. При установке на монтажную плату, кварцевый резонатор не переносит чрезмерного нагрева, так как его конструкция очень хрупкая. Сильное нагревание может деформировать держатель и электроды, что отражается на функционировании готового кварцевого резонатора. Кварц полностью теряет свои свойства пьезоэлектрика при нагревании до температуры 5370 градусов. Однако паяльник не способен так сильно разогреваться.

На электрических схемах кварцевый резонатор обозначается по аналогии с конденсатором, но между пластин изображен прямоугольник, символизирующий кварцевую пластинку. На схеме резонатор обозначен «QX».

Обычно причиной неисправностью кварцевого резонатора становится сильный удар или падение устройства, в котором он находится. В этом случае резонатор подлежит замене на новый, с такими же параметрами. Такие неисправности возникают в маленьких приборах, которые проще уронить, или повредить. Но такие повреждения резонаторов встречаются не часто, и обычно неисправность устройства кроется совсем в другом.

Как проверить кварцевые резонаторы

Для проверки резонатора на его работоспособность, собирают специальный простой тестер, помогающий проверить кроме работы резонатора, еще и его частоту резонанса. Схема такого устройства похожа на кварцевый генератор, собранный на транзисторе.

Подключив резонатор между отрицательным полюсом и базой транзистора через защитный конденсатор, с помощью частотомера измеряют частоту резонанса. Такая схема подходит для настройки контуров колебаний. При включенной схеме исправный резонатор создает колебания. В результате на эмиттере транзистора возникает переменное напряжение с частотой резонанса тестируемого резонатора.

Если к выходу тестера подключить частотомер, то можно измерить частоту резонанса. При стабильной частоте и небольшом нагревании корпуса резонатора паяльником частота не должна значительно изменяться. Если частотомер не обнаруживает возникновение частоты, либо она сильно изменяется или имеет большие отличия от номинала, то резонатор негоден и требует замены.

При использовании такого тестера для настройки контуров, емкость С1 обязательна. Но при проверке исправности резонаторов ее присутствие в схеме не требуется. При этом колебательный контур просто подсоединяют на место кварцевого резонатора и тестер начинает создавать колебания таким же образом.

Тестер, выполненный по рассмотренной схеме, хорошо зарекомендовал себя на частоте 15-20 мегагерц. Для других интервалов можно найти другие схемы, собранные на микросхемах и других компонентах.

Сфера применения

Благодаря стабильности параметров кварцевых резонаторов, они нашли широкое использование в различных областях:

Многие измерительные устройства работают на основе таких резонаторов, при этом точность измерений очень высока.
Пьезокварцевая пластина применяется в качестве резонатора в морском эхолоте для выявления объектов, расположенных в воде, исследования дна моря, определения нахождения отмелей и рифов. Это дает возможность изучения жизни в океане в глубоководных районах, а также создания точных карт морского дна.
Кварцевые резонаторы нашли широкую популярность в кварцевых часах, так как частота колебаний кварцевой пластины практически не зависит от температуры, и имеет малое относительное изменение частоты.

Кварцевые резонаторы расширяют свою сферу использования, потребность в них постоянно увеличивается, так как они обладают повышенными метрологическими параметрами, эффективностью работы.

Кварцевые резонаторы ВП | АО Пьезо

Кварцевые резонаторы AT-среза РК45

Кварцевые резонаторы повышенной точности РК45 производятся в миниатюрном и микроминиатюрном металлическом корпусе и работают в широком интервале температур, устойчивы к механическим и климатическим воздействиям. Применяются, как правило, в аппаратуре радиосвязи военного назначения. С некоторыми ограничениями могут использоваться для замены резонаторов РК36, РК60, РК62, РК259.

Кварцевый резонатор РК45МИ | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса	Файл PDF
	15…125	±5…±15	±2…±40	МИ(UM-1)

Кварцевые резонаторы AT-среза РК451

Кварцевые резонаторы РК451 изготавливаются в стандартном малогабаритном металлическом корпусе. Применяются как в схемах тактовых генераторов, так и в достаточно сложной радиосвязной аппаратуре военного назначения. По своим эквивалентным параметрам аналогичны резонаторам РК169, РП-97, РГ05, РК8, РК112, РК188, РК242 и, если позволяют габаритно — присоединительные размеры, являются эффективной заменой для этих изделий.

Кварцевый резонатор РК451 | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса	Файл PDF
	3.5…25	±5…±15	±15…±50	МД(HC49)

Кварцевые резонаторы AT-среза РК456МД

Миниатюрные кварцевые резонаторы военно-промышленного применения РК456МД разработаны в декабре 2004 года в ходе выполнения ОКР «Озарение» и изготовляются в стандартных малогабаритных металлических корпусах, предназначенных как для объемного монтажа, так и для монтажа на поверхность. Кварцевые резонаторы полностью соответствуют комплексу стандартов «Климат-7». Применяются как в схемах тактовых генераторов, так и в достаточно сложной радиосвязной аппаратуре военного назначения. Резонаторы полностью заменяют кварцевые резонаторы таких фирм как, Raltron, Philips, Jauch и др. По своим эквивалентным параметрам аналогичны резонаторам РК169, РП-97, РГ05, РК8, РК112, РК188, РК242 и, если позволяют габаритно — присоединительные размеры, является эффективной заменой для этих изделий.

Кварцевый резонатор РК456МД | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса	Файл PDF
	3.5…150	±5…±50	±5…±50	МД(HC49)
	3.5…150	±5…±50	±5…±50	МД-ТМП(HC49J)

Кварцевые резонаторы AT-среза РК456МДУ

Миниатюрные кварцевые резонаторы военно-промышленного применения РК456МДУ разработаны в декабре 2004 года в ходе выполнения ОКР по импортозамещению и изготавливаются в стандартных металлических корпусах, предназначенных как для объемного монтажа, так и для монтажа на поверхность. Кварцевые резонаторы полностью соответствуют комплексу стандартов «Климат-7». Отличаются очень высокой механической прочностью, устойчивы к воздействию сильных ударов, линейного ускорения и вибрации. Рекомендуются для применения в носимой и бортовой аппаратуре, в частности в автомобильной и авиационной электронике. Применяются как в схемах тактовых генераторов, так и в достаточно сложной радиосвязной аппаратуре военного назначения. Резонаторы полностью заменяют кварцевые резонаторы таких фирм как, Raltron, Philips, Jauch и др. По своим эквивалентным параметрам аналогичны резонаторам РК169, РП-97, РГ05, РК8, РК112, РК188, РК242 и, если позволяют габаритно — присоединительные размеры, является эффективной заменой для этих изделий.

Кварцевый резонатор РК456МДУ | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса	Файл PDF
	3.276…40	±5…±50	±15…±50	МДУ (HC49-4H)
	3.276…40	±5…±50	±15…±50	МДУ-ТМП (HC49-4SMD)

Кварцевые резонаторы AT-среза РК456МИ

Кварцевые резонаторы военного применения РК456МИ разработаны в декабре 2004 года в ходе выполнения ОКР «Озарение» и изготавливаются в стандартных миниатюрных металлических корпусах, предназначенных как для объемного монтажа, так и для монтажа на поверхность. Кварцевые резонаторы полностью соответствуют комплексу стандартов «Климат-7». Применяются как в схемах тактовых генераторов, так и в достаточно сложной радиосвязной аппаратуре военного назначения. Резонаторы полностью заменяют кварцевые резонаторы таких фирм как, Raltron, Philips, Jauch и др. По своим эквивалентным параметрам аналогичны резонаторам РК45, РК422, РК200, РК208, РК212, РК259, РК60, а также резонаторам серии КА и, если позволяют габаритно — присоединительные размеры, являются эффективной заменой для этих изделий.

Кварцевый резонатор РК456МИ | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса	Файл PDF
	6…265	±5…±50	±5…±50	МИ(UM-1)
	6…265	±5…±50	±5…±50	МИ-ТМП(UM-1J)

Кварцевые резонаторы AT-среза РК457 и РК463

Кварцевые резонаторы специального применения РК457 и РК463 изготавливаются в стандартных микроминиатюрных керамических корпусах типа SMD, предназначенных для монтажа на поверхность. Резонаторы полностью заменяют кварцевые резонаторы таких фирм как, Raltron, Philips, Jauch и др. Предназначены для использования в радиоэлектронной аппаратуре военного назначения в качестве элементов стабилизации и селекции частоты.

Кварцевый SMD резонатор РК457 | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса (мм)	Файл PDF
	7…150	±10…±20	±5…±40	SMD 7x5x1,2

Кварцевый SMD резонатор РК463 | Краткие технические характеристики
Внешний вид	Диапазон частот, МГц	Точность настройки, ppm	Нестабильность частоты, ppm	Тип корпуса (мм)	Файл PDF
	8…120	±10…±20	±5…±40	SMD 6×3,5×1,2

Кварцевые резонаторы, что это такое и где они применяются?

Смотрите также обзоры и статьи:

Кварцевые резонаторы, что это такое и где они применяются?

Наверняка каждый радиолюбитель слышал о таком радиокомпоненте, который называют «кварцем». Что же это за компонент? У многих «кварц» ассоциируется с минералом природного происхождения, но ведь никто не вставляет в устройство целый кварцевый кристалл. Так что же это а компонент, как он устроен и где применяется?

Что такое кварц и как он работает?

Кварц — жаргонное название радиокомпонента, который называется кварцевым резонатором. Основа такого радиокомпонента — кварцевая (или керамическая) пластина, на которой находится два электрода. Под действием тока пластина начинает деформироваться, порождая вибрации определенной частоты. Частота и тип вибрации зависит о типа кристалла (его размеров, формы, толщины), количества электродов, нанесенных на кристалл, а также напряжения и силы тока, которые на него поступают.

Кстати, кварцевые резонаторы способны генерировать противо-ЭДС, что делает их схожими с катушками индуктивности, которые работают в колебательном контуре. Если же частота колебаний подаваемого напряжения равна частоте механических колебаний резонатора, затраты энергии на поддержание работы резонатора значительно снизятся.

Применение кварцевых резонаторов

Если разобрать простые «кварцевые» часы, Вы наверняка найдете в них… кварцевый резонатор. Кварцевые резонаторы с частотой 32768 Гц установлены во всех кварцевых часах. Они выравнивают частоту колебательного контура, которая в свою очередь поступает на двоичный счетчик, а он передает импульсы шаговому двигателю.

Также кварцевые резонаторы являются составным компонентом генераторов тактовых импульсов, которые в свою очередь широко применяются в современной цифровой технике. Преимущества и недостатки перед аналогичными устройствами:

Кварцы могут иметь очень маленький размер, вплоть до долей миллиметра. Это позволяет применять их даже в самых миниатюрных устройствах и современных гаджетах.

Современные кварцевые резонаторы имеют невероятно большой срок службы.
Также, кварцевые резонаторы имеют высокую температурную стабильность. Даже при высоком нагреве при работе устройства, они будут нормально функционировать.
С помощью кварцевых резонаторов можно строить эффективные и недорогие каскадные фильтры, которые совершенно не требуют ручной настройки.
Технология изготовления кварцевых резонаторов весьма простая и эффективная.

Помимо такого огромного набора преимуществ, у кварцевых резонаторов есть и недостатки. Точнее всего один:

Весьма узкий диапазон подстройки частоты внешними устройствами. Для создания многодиапазонных систем приходиться собирать синтезаторы частоты различной степени сложности.

Типы кварцевых генераторов Кварцевые генераторы различаются по типу корпуса, а также по частоте, которую они способны выдавать. Основных типов корпуса не так много:

HC-49S — прямоугольные низкие кварцы.
HC-49U — прямоугольные, как и предыдущие, но более высокие.
HC-49SM — могут иметь форму как и две предыдущие группы, но предназначены для поверхностного монтажа.
DIP — прямоугольный корпус с четырьмя выводами.
Цилиндры — просто цилиндрический корпус с двумя выводами. Такие кварцевые резонаторы могут иметь самый разный размер.

ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ

Поделиться в соцсетях

Глобальная тенденция микроминиатюризации в электронике

Японская компания KDS Daishinku, одна из лидирующих в сегменте производителей кварцев, анонсировала проведение разработки и выпуск одного из самых маленьких кварцевых резонаторов DX1008JS и генераторов DS1008JS со встроенным датчиком температуры.

В настоящее время жизнедеятельность человека неразрывно связана с использованием в повседневной жизни различных мобильных телефонов, GPS / GNSS систем навигации, smart – часов, небольших портативных медицинских устройств и других гаджетов. Тенденции разработки данных устройств сводятся к увеличению уровня их производительности, расширению функциональных возможностей, улучшению эргономических параметров. Например, смартфоны будущего – это прежде всего, максимально увеличенный размер экрана и отказа от обрамления рамкой. Рассматриваются возможности создания инновационных гибких экранов и новых форм устройств, внедрения многомодульных камер, максимизации мощности процессоров и времени работы аккумуляторов, совершенствования сетей 5G.

Все это влияет на возникновение потребности создания прогрессивных миниатюрных кварцевых элементов, которые являются важными компонентами в любых гаджетах.

Итак, заявленный кварцевый резонатор DХ1008JS обладает следующими характеристиками:

Размеры изделия ультрокомпактны и составляют 1,0× 0,8 ×0,13мм;
Передовая технология: состоит только из кварцевой пластины и металлической пленки, без использования керамики;
Длительный срок службы по сравнению с обычными моделями;
Сборка в вакууме, исключающая попадание посторонних частиц.

Таблица 1 – Стандартная спецификация кварцевого резонатора DХ1008JS.

№	Параметр	Значение
1	Частотный диапазон	48 МГц	52 МГц	80 МГц	96 МГц	120 МГц
2	Гармоника колебаний	основная
3	Нагрузочная емкость	8 пФ, 10 пФ, 12 пФ
4	Уровень привода	10 мкВт (макс. 100 мкВт)
6	Последовательное сопротивление	100 Ом макс.	60 Ом макс.			40 Ом макс.
7	Температурная стабильность	± 30 × 10 ^-6 / -30 до + 85 ° C
8	Температура хранения	От -40 до + 85 ° C
9	Норма упаковки	3000 шт. / Катушка (Ø 180)

Схематическое изображение резонатора DХ1008JS показано на рисунке 1.

Рис.1 — резонатор DХ1008JS

В комплекте к резонатору создан кварцевый генератор серии DS1008JS:

Размеры генератора составляют 1.0×0.8×0.22 мм;
Доступный диапазон частот 1 до 100 МГц;
Напряжение питания от + 1,8 В до + 3,3 В;
Высокая надежность и эксплуатационные характеристики (широкий температурный диапазон и малый уход частоты).

Более подробные характеристики кварцевого генератора DS1008JS можно посмотреть в таблице 2.

№	Параметр	Значение			Ед. изм.	Состояние
		min.	typ.	мах.
1	Частотный диапазон	1		100	МГц
2	Рабочее напряжение, Vcc	+1.6		+3.6	В
5	Допустимое отклонение частоты	— 100		+100	×10 ^-6	-40 до +125℃	-20 до +70℃･ Стандартный диапазон рабочих температур
		— 50		+50		-40 до +125℃
		— 30		+30		-40 до +125℃
		— 20		+20		-40 до +125℃
		— 20		+20		-20 до +70℃
6	Потребление тока			1,8	мА.	f0=24MHz, Vcc=+1.8В
	Потребляемый ток в режиме “Stand-by” (＃1 pin «L» Level)			0,01	мА
	Нагрузочная емкость			15	пФ
7	Симметричность выходного сигнала	45	50	55	%	От уровня 50% Vcc, f0 < 60 МГц
8	Время нарастания и спада фронтов			5	нс	По уровню от 10% до 90% Vcc
9	Норма упаковки	3000 шт. / Катушка (Ø 180 мм)

Схематическое изображение кварцевого генератора DS1008JS показано на рисунке 2.

Рис.2 – кварцевый генератор DS1008JS

Основные сферы применения кварцевого резонатора и генератора серий DX1008JS / DS1008JS – это устройства мобильной передачи данных, беспроводные модули, радары миллиметрового диапазона, смартфоны, устройства навигации и различные портативные гаджеты.

По интересующим Вас вопросам о продукции обращайтесь к менеджерам компании «Сканти», мы будем рады вам помочь!

Источник: https://www.kds.info/product/dx1008js/

кварцевые резонаторы — ANION.RU

			цена 1: 48 р. 50: 43.5 р.
			цена 1: 37.5 р.




			цена 1: 225 р.



			цена 1: 69 р. 12: 61.5 р. 120: 52.5 р.
ВЫГОДНАЯ ЦЕНА			цена 1: 46.5 р. 12: 37.5 р. 120: 29.1 р.

Специал Электроник — кварцевые генераторы и резонаторы, микросхемы RTC компании EPSON

О компании EPSON

http://www5.epsondevice.com
www.sg8002.ru

Epson Toyocom Corporation – ведущий мировой производитель кварцевых электронных компонентов. Компания производит следующую продукцию:

кварцевые резонаторы с частотой 32.768 кГц, AT резонаторы, ПАВ резонаторы,
кварцевые генераторы (однократно-программируемые, с фиксированной частотой),
модули реального времени
ПАВ фильтры,
датчики (инерционные, гироскопические, давления),
оптические фильтры низких частот (OLPF).

Продукция Epson Toyocom соответствует требованиям директивы EU RoHS и предназначена для широкого использования в электронном оборудовании.

Кварцевые резонаторы

Резонаторы с частотой 32.768МГц, АТ резонаторы, ПАВ резонаторы
Размеры от 2.05×1.25×0.35 мм до 10.41×4.06×3.6 мм
Диапазон частот от 32.768кГц до 120 МГц

Скачать краткий каталог кварцевых резонаторов

Кварцевые генераторы

Низкочастотные кварцевые генераторы с частотой 32,768 кГц.
Высокочастотные генераторы серии EG с низким уровнем помех и фазового шума.
Высокостабильные генераторы серии HG.
Генераторы, управляемые напряжением VCXO Серия VG. Генераторы термокомпенсированные TCXO Серия TG
Генераторы ОCXO
Размеры от 2.5×2.0x0.8 мм до 19.8×7.62×5.3 мм
Диапазон частот от 32.768кГц до 230 МГц.

Скачать краткий каталог кварцевых генераторов

Программируемые кварцевые генераторы

Однократно-программируемые генераторы серии SG8002 и SG8003 в исполнении DIP и для поверхностного монтажа.
Диапазон частот SG8002: от 1МГц до 125МГц
SG8003 от 1МГц до 160 МГц.
подробнее…

Модули реального времени

Часы реального времени — это цепь или встроенный компонент, генерирующий цифровые данные времени и даты с помощью системных часов.
Обычно, системными часами является кварцевый генератор на частоте 32,768 кГц.
Часовые модули с четырехпроводным последовательным интерфейсом.
Часовые модули с трехпроводным последовательным интерфейсом.
Часовые модули с 4-битным параллельным интерфейсом.
Часовые модули с шиной C.

Скачать краткий каталог часов реального времени

ПАВ фильтры

Основные элементы для фильтрации набора частот из определенного частотного диапазона.
Диапазон частот от 300 до 500 МГц, с полосой пропускания от 200кГц и затуханием не менее 40 дБ.

Датчики (инерционные, гироскопические, давления, температуры)

Сенсорные устройства, превращающие физические величины, такие как угловая скорость, температура и давление, в электрические сигналы.

Скачать краткий каталог гироскопических датчиков

В связи со сложившейся ситуации на валютном рынке в последнее время мы вынуждены сообщить Вам о фиксировании цен в Евро на программируемые генераторы серий SG8002, SG8003.

На период сильного колебания валютного курса цены теперь будут предлагаться в евровом эквиваленте. Счета соответственно будут выставляться в рублях по курсу ЦБ + 3% на момент выставления.

Для DC, DB, JF, JA, JC,CA:
1-99шт. 2,5 Евро с НДС
100-999шт. 2,0 Евро с НДС
от 1000шт. 1,65 Евро с НДС

Для CE, LB, CG:
1-99 шт. 3,5 Евро с НДС
100-999шт. 2,8 Евро с НДС
От 1000шт. 2,31 Евро с НДС

Некоторые случаи заявок будут рассматриваться отдельно с внесением корректив в настоящий прайс, например, долгосрочные обязательства, количества в несколько тыс. шт. и т.д.

Очень надеемся на то, что эта вынужденная мера будет носить временный характер.

Кварцевые резонаторы. Пьезотрон

Конструктивно пьезоэлектрический резонатор состоит из пьезокристаллического элемента (кварца, ниобата или танталата лития, лангасита или других пьезоэлектриков), на который нанесена плёнка металла (чаще всего серебра или никеля), держателя, в котором крепится пьезокристаллический элемент, и корпуса с выводами, в котором размещён держатель с закреплённым в нём пьезокристаллическим элементом. Диапазон частот используемых в настоящее время пьезоэлектрических резонаторов на объёмных волнах находится в пределах от нескольких килогерц до нескольких сотен мегагерц.

Историческая справка

Пьезоэлектрический резонатор был изобретён американским учёным У. Кэди в 1920 г. Начиная с первой половины 20-го века пьезоэлектрические кварцевые резонаторы нашли широкое применение в радиосвязи для стабилизации частоты генераторов электромагнитных колебаний. При включении резонатора между выходом и входом лампового усилителя возникает цепь положительной обратной связи и осуществляется возбуждение на частоте собственных колебаний резонатора. При этом стабильность частоты генератора определяется прежде всего добротностью пьезоэлектрического резонатора. Кварцевые резонаторы имеют добротность в тысячи и десятки тысяч раз большую, чем добротность колебательных контуров, которые ранее использовались в генераторах электромагнитных колебаний. В соответствующее число раз повышается стабильность частоты генераторов при использовании в них пьезоэлектрических резонаторов. Стабильность частоты генераторов на колебательных контурах не может быть лучше 1·10^-3~1·10^-4, в то время как использование пьезоэлектрических резонаторов даже не самого лучшего качества позволяет увеличить стабильность частоты до 1·10^-7~1·10^-8.

Эквивалентная электрическая схема резонатора

Колебательную систему резонатора можно представить в виде последовательно расположенных сопротивления R_k, динамических индуктивности L_k и ёмкости C_k и параллельно подключённой статической ёмкости C₀.

На частоте последовательного резонанса, при котором динамические сопротивления, возникающие на L_k и C_k, компенсируют друг друга, пьезоэлектрический резонатор работает как активное сопротивление R_k. В соответствии с формулой Томсона частота последовательного резонанса равна

При этом добротность можно представить в виде выражения

Основные параметры пьезоэлектрических резонаторов

Помимо добротности и динамического сопротивления к важнейшим параметрам пьезоэлектрических резонаторов относятся точность настройки по частоте, температурная стабильность частоты, долговременная и кратковременная стабильности частоты.

Точность настройки резонаторов по частоте в зависимости от предъявляемых требований может находиться в пределах от ±0,5·10^-6 до ±20·10^-6 и более.

Температурная зависимость частоты наиболее широко используемых кварцевых резонаторов среза AT графически представляет собой так называемую кубическую параболу с перегибом (точкой симметрии параболы) при +27°С. Для интервала температур -60 ~ +85°С температурная нестабильность может находиться в пределах ±30·10^-6. При выборе рабочей температуры термостатируемого генератора вблизи температуры экстремума кубической параболы температурная нестабильность частоты резонатора может находиться в пределах (3-5)·10^-9/1°C.

Долговременная стабильность частоты пьезоэлектрических резонаторов зависит прежде всего от совершенства технологических процессов их изготовления. Для резонаторов широкого применения долговременная стабильность частоты находится в пределах (5-10)·10^-6 за год. Прецизионные кварцевые резонаторы могут обеспечить стабильность (1-3)·10^-8 за год.

Кратковременная стабильность частоты относится к выходным характеристикам генераторов. Но она также зависит от качества резонаторов, в первую очередь от добротности. Кратковременная стабильность может измеряться за определённые промежутки времени (1с, 1мс, 10с и т.д.). Например, к обычным генераторам могут предъявляться требования к кратковременной нестабильности 1·10^-9 за 1мс.

Немаловажным параметром резонаторов является соотношение динамической (С_k) и статической ёмкостей (С₀), поскольку от этого параметра зависит величина перестройки частоты генераторов с помощью реактивных элементов. Данный параметр для резонаторов одной частоты зависит от площади возбуждающих электродов и номера механической гармоники, на которой возбуждается резонатор. Частоту кварцевых резонаторов среза AT можно представить в виде формулы

F = n/2t C₆₆/ρ ,

где   n — номер механической гармоники;
          t — толщина пьезоэлемента;
          C₆₆ — модуль упругости среза AT;
          ρ — плотность кварца.

Отношение C₀ к C_k с переходом с первой (основной) на третью механическую гармонику увеличивается в 9 раз, на пятую механическую гармонику – в 25 раз, то есть пропорционально квадрату номера механической гармоники. При этом диапазон перестройки частоты генераторов с увеличением номера механической гармоники уменьшается в той же степени. Таким образом, использование резонаторов с возбуждением на том или ином номере механической гармоники зависит от сочетания требований к пределам перестройки, с одной стороны, и, с другой стороны, от требований к долговременной стабильности, поскольку последняя при прочих равных условиях улучшается при увеличении номера механической гармоники. При этом необходимо учитывать влияние уровня возбуждения резонатора на параметры и долговременную стабильность частоты.

Кварцево-кристаллические резонаторы »Электроника

Кварцевые резонаторы иногда называют xtals, и как резонаторы они обеспечивают чрезвычайно высокие уровни добротности для генераторов и фильтров и широко используются во многих приложениях для проектирования радиочастотных схем.

Учебное пособие по кристаллам кварца, Xtals Включает:
Кристаллы кварца: xtals Что такое кварц Как работает кристалл Кристаллический обертон Вытягивание частоты кристалла кварца Кристалл кварца огранки Кварцевое старение Изготовление кристаллического резонатора Как указать кристалл кварца VCXO TCXO OCXO Кристаллический фильтр Монолитный кристаллический фильтр Керамический резонатор и фильтр Технические характеристики керамического фильтра

Резонаторы на кварцевом кристалле используются для создания резонансных элементов с очень высокой добротностью во многих электронных конструкциях и, в частности, во многих конструкциях радиочастотных схем в генераторах и фильтрах.Часто в схемотехнике эти электронные компоненты могут упоминаться как «Xtals», а ссылки на схемотехнические конструкции для них могут быть даны как xtal1 и т. Д.

Кристаллы кварца могут быть дешевыми в производстве, даже несмотря на то, что они предлагают исключительную производительность, и могут использоваться для всего, от электронных схем для микропроцессорных тактовых генераторов до высокопроизводительных фильтров, высокостабильных генераторов, управляемых печью, кварцевых генераторов с температурной компенсацией и многих других схем общего и радиочастотного .

Как следует из названия, кварцевые резонаторы изготавливаются из кварца, который является естественной формой кремния. Однако большая часть кварца, используемого в электронной промышленности, производится синтетически.

Кварцевые резонаторы доступны во многих размерах и форматах, чтобы удовлетворить требованиям большинства приложений. От небольших устройств для поверхностного монтажа до больших кристаллов, монтируемых в сквозные отверстия, а также для розеток, существует множество размеров и форматов этих электронных компонентов.

Кварцевый резонатор с проволочными выводами HC49

Основы кварцевого резонатора

Кварцевый резонатор основан на замечательных свойствах кварца. При помещении в электронную схему кристалл кварца действует как настроенная схема. Однако у него исключительно высокий показатель Q.

Обычные настроенные схемы LC могут показывать значения в несколько сотен, если они тщательно спроектированы и сконструированы, но кристаллы кварца показывают значения до 100 000.

Помимо Q, кристаллическая технология также имеет ряд других преимуществ.Они очень устойчивы к температуре и времени. Фактически, для большинства кристаллов эти цифры указаны, и они обычно могут составлять ± 5 ppm (частей на миллион) в год для старения и ± 30 ppm в диапазоне температур от 0 до 60 ° C.

Кристалл природного кварца

В процессе работы кристалл кварца использует пьезоэлектрический эффект для преобразования электрических сигналов в механические колебания. Это заставляет кристалл вибрировать, и механические резонансы кристалла затем воздействуют на механические колебания.Затем пьезоэлектрический эффект возвращается обратно в электрическую область, и сигналы преобразуются обратно под воздействием механических резонансов.

Общий эффект заключается в том, что кристалл кварца связывает механические резонансы с очень высокой добротностью с электрической областью, что позволяет очень стабильным и высокодобротным резонансам влиять на электрические сигналы.

Обозначение цепи кристалла кварца

Обозначение схемы кварцевого резонатора, используемого в схемах проектирования электроники, простое.Символ кристалла кварца показывает две пластины по обе стороны от основного кварцевого элемента. Он состоит из двух линий, одна вверху, а другая внизу с центральным прямоугольником.

Во многих отношениях символ схемы хорошо отображает сам кристалл, особенно потому, что первые кварцевые резонаторы состояли из кварцевой пластины, зажатой между двумя проводящими пластинами.

Обозначение схемы для кварцевого резонатора, xtal

В отличие от многих других обозначений схемы, существует очень мало вариантов обозначения схемы с кварцевым кристаллом, и, соответственно, он широко известен.

Принцип работы кварцевых резонаторов

Принцип действия кристалла кварца основан на том факте, что кварц проявляет пьезоэлектрический эффект. Это означает, что когда напряжение создается поперек кристалла, видна электродвижущая сила или электрический потенциал. Верно и обратное, тогда когда на кристалл подается потенциал, он слегка отклоняется.

Это означает, что пьезоэлектрический эффект позволяет соединить механическую и электрическую области.

Что касается работы кристалла кварца в качестве резонатора с высокой добротностью, кристалл кварца может иметь электрический сигнал, такой как сигнал в радиоприемнике, помещенный поперек него. Это превращается в механическую вибрацию.

Механические свойства кристалла кварца действуют как резонатор с очень высокой добротностью. Эффект от этого затем преобразуется обратно в электрическую область. Общий результат состоит в том, что электрической цепи кажется, что присутствует электрический фильтр с очень высокой добротностью.

В любой конструкции электронной схемы полезно видеть эквивалентную схему кристалла, чтобы электронная конструкция могла быть выполнена правильно. Стандартная эквивалентная схема для кварцевого резонатора приведена ниже.

Эквивалентная схема кварцевого резонатора

Кварцевый кристалл использует

Кристаллы кварца используются в двух основных формах применения: как резонансный элемент в генераторах и в фильтрах. В обоих приложениях очень высокая добротность кварцевого кварцевого резонатора позволяет достичь очень высоких уровней производительности, и именно поэтому они используются во многих общих схемах для недорогих тактовых генераторов, а также в более требовательных приложениях для проектирования радиочастотных схем.

Некоторые виды использования этих электронных компонентов вместе с их сокращениями описаны более подробно ниже:

Осцилляторы: Высокая добротность кварцевого кристалла означает, что используемые генераторы могут обеспечивать очень высокий уровень точности и стабильности. Существует несколько вариантов использования кварцевых резонаторов в электронной конструкции в зависимости от требований к характеристикам и ограничений по стоимости.
- Кварцевый осциллятор — XO: Кварцевые резонаторы можно очень просто использовать в простой схеме генератора.Поскольку основные кварцевые резонаторы относительно недороги, они часто используются в качестве резонатора для приложений, где они, например, являются резонатором в тактовом генераторе микропроцессора. Кварцевый кварцевый резонатор, используемый в материнской плате ПК
  Обычно требования к точности этих генераторов не слишком высоки, и поэтому затраты можно свести к минимуму, используя кварцевый кристалл. При использовании в этих приложениях кристаллы кварца дешевле, чем многие другие решения, которые не работают так же хорошо.Очевидно, простые кварцевые генераторы также используются во многих других областях.
- Кварцевый генератор, управляемый напряжением — VCXO: Для некоторых приложений может потребоваться небольшое изменение частоты генератора. VCXO или генератор Xtal, управляемый напряжением, относительно легко построить.
  Схемы просты и обычно включают использование переменного напряжения для управления варакторным диодом в кристаллической схеме.Изменение реактивного сопротивления варактора изменяет общую резонансную частоту кристалла и связанных с ним схем.
  Однако ввиду высокой добротности кристаллического резонатора возможны только относительно небольшие изменения частоты. Эти схемы могут быть построены или доступны как коммерческие модули.
  Подробнее о . . . . VCXO.
- Кварцевый генератор с температурной компенсацией — TCXO: Одной из основных причин изменения частоты кварцевого генератора является изменение температуры.Там, где требуется более высокая стабильность частоты, чем может обеспечить стандартный генератор, в качестве опции можно использовать TCXO, Xtal Oscillator с температурной компенсацией. Как следует из названия, эта форма осциллятора применяет к осциллятору температурную компенсацию. Хотя они не обладают такими же характеристиками, как кварцевый генератор, управляемый печью, тем не менее, они способны обеспечить очень высокий уровень стабильности и производительности для многих схемотехнических решений.
  Подробнее о .. . . TCXOs.
- Кварцевый генератор, управляемый печью — OCXO: Там, где требуется очень высокий уровень стабильности частоты, лучшим вариантом является кварцевый генератор, управляемый печью. Эта форма кварцевого генератора, получившая название OCXO: Oven Controlled Crystal Oscillator, удерживает кристалл и связанные с ним схемы в «духовке» с регулируемой температурой. Он работает при температуре выше температуры окружающей среды и поддерживается при постоянной температуре, пока работает осциллятор.Таким образом сводятся к минимуму любые изменения, вызванные перепадами температуры. Подробнее о . . . . OCXOs.
Фильтры: Другое основное применение кварцевых резонаторов — фильтры. Здесь резонатор используется в цепи, которая используется для приема полезных сигналов и отклонения нежелательных. Очень высокие уровни добротности, достижимые при использовании кварца, означают, что эти фильтры обладают очень высокой производительностью.
Кварцевые фильтры могут состоять из монокристалла, но более сложные фильтры, предлагающие гораздо более высокий уровень производительности, могут быть изготовлены с использованием шести или даже восьми кристаллов. Ввиду того факта, что эти фильтры включают опыт и передовую конструкцию ВЧ-схем, они часто приобретаются в виде модулей фильтров, хотя многие из них производятся самими конечными производителями / разработчиками.

Кварцевый кристалл SMD

Кварцевый кристалл преимущества и недостатки

Технология кристаллов кварца

предлагает очень много преимуществ, но против этого есть и другие моменты, которые следует включить в уравнение при рассмотрении их использования:

Преимущества кварцевых резонаторов:

Резонатор с очень высокой добротностью: Добротность кристалла кварца очень высока.Это, в свою очередь, дает несколько преимуществ:
- Очень стабильный сигнал при использовании в генераторе.
- Низкий уровень фазового шума при использовании в генераторе.
- При использовании в фильтре можно достичь очень высокого уровня селективности. Кристаллические фильтры способны обеспечить отличную производительность и являются одними из лучших вариантов для резких фильтров в различных приложениях.
Низкая стоимость: Базовые кристаллы доступны по очень разумной цене.Их использование часто может привести к более дешевым часам или другому источнику при использовании в качестве резонатора. Очевидно, что резонаторы на кристалле кварца с высокими техническими характеристиками стоят дороже.

Недостатки кварцевых резонаторов:

Размер: Резонансное поведение кристалла зависит от механических колебаний. В результате размер не может быть легко уменьшен, и они могут быть большими по сравнению с другими компонентами SMT. Тем не менее, кристаллы с новой технологией поверхностного монтажа теперь доступны в очень маленьких корпусах.
Пайка: Ввиду их производительности пайка должна выполняться с осторожностью, соблюдая максимальные температуры и время пайки.
Фиксированная частота: Хотя это также может быть преимуществом, кристалл имеет свои собственные резонансные частоты. После того, как они выбраны и изготовлены, их нельзя изменить, хотя можно немного «потянуть» частоту генератора.

Как и в любой технике, у этих электронных компонентов есть свои плюсы и минусы.Понимание этих проблем и преимуществ, которые они приносят, поможет наилучшим образом использовать их на этапе электронного проектирования.

Кристалл кварца SMD в корпусе HC49

Кристалл кварца и осцилляторы, временная шкала

С тех пор, как появились первые признаки пьезоэлектрического эффекта и действия кристаллов кварца, потребовалось много лет, чтобы их развитие добралось до той стадии, на которой оно находится сейчас.

Ранние исследования продемонстрировали этот эффект, и прошло несколько лет до того, как была разработана радиотехника и можно было продемонстрировать и затем усовершенствовать действие кварцевых резонаторов или кристаллов.

Заметка об истории и временной шкале кварцевого резонатора:

Кристаллы кварца стали неотъемлемой частью современной электроники, обеспечивая высокоэффективный резонатор по низкой цене. Эти компоненты разрабатывались на протяжении многих лет, и в их разработке участвовало множество людей и организаций.

Подробнее о История кристалла кварца.

Как изготавливаются кварцевые резонаторы

Кварцевые резонаторы выпускаются в огромных количествах.Производственный процесс начинается с сырого кремния, который превращается в синтетический кварц, а затем из него изготавливаются отдельные кварцевые резонаторы. После изготовления основных кристаллов кварца их обрезают и затем инкапсулируют.

В некоторых областях процесса производства кварцевых резонаторов некоторые элементы имеют некоторое сходство с производством полупроводников, хотя производимые продукты сильно отличаются.

В процессе производства кристаллов кварца используются такие процессы, как травление, осаждение и т.п.

Спецификация кварцевых резонаторов

При выборе кварцевого резонатора для общей схемы или схемы ВЧ необходимо выбрать множество параметров. Многие из них относятся к работе кристалла и обычно не встречаются с другими электронными компонентами.

Обычно производителям требуется ряд параметров, часто изложенных в определенной форме, прежде чем они смогут произвести и поставить требуемый кристаллический элемент.

Решения о различных параметрах, которые должны быть выбраны, могут зависеть от других электронных компонентов в схеме или от общей электронной конструкции.

Понимание различных параметров, которые необходимо выбрать, и того, каким образом они могут повлиять на конструкцию электроники и выбор других электронных компонентов, гарантирует принятие правильных решений.

Кварцевые резонаторы широко используются в электронной промышленности. Их можно использовать в кварцевых генераторах и кварцевых фильтрах, где они обеспечивают исключительно высокий уровень производительности.В дополнение к этому, недорогие элементы с более низкими допусками широко используются в кварцевых генераторах для тактовых частот микропроцессорных плат, где они используются в качестве дешевых резонаторных элементов. Независимо от того, как он используется, кварцевый резонатор обеспечивает исключительно высокий уровень производительности при затратах на его производство.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Есть ли преимущества использования МЭМС перед кварцевыми резонаторами?

Мы часто получаем этот вопрос от клиентов, и на него стоит обратить внимание. В течение почти 20 лет генераторы на основе MEMS-резонаторов существовали на фоне обещаний стать жизнеспособной и прорывной заменой генераторов на основе кварца. За прошедшие годы более десятка компаний начали разработку резонаторов MEMS, и только одна компания успешно выжила в качестве крупного поставщика за этот период.

Существует много заявлений об улучшенной чувствительности к вибрации, более низкой стоимости производства и повышенной надежности при использовании резонатора MEMS. Однако, как только вы начинаете изучать эти области, данные иногда не соответствуют условиям реального мира. Например, среднее время наработки на отказ (MTBF) в 130 000 лет для устройств на основе МЭМС по сравнению с 30 000 лет для решений на основе квартов не должно быть серьезной проблемой для любого проектировщика. Но когда это представлено как улучшение 4: 1 между отказом, это создает иное впечатление в уме дизайнера, не добавляя никаких реальных преимуществ к долговременной надежности детали.Разработчики считают 30 000 лет приемлемым уровнем наработки на отказ, что делает это утверждение спорным.

Одной из ключевых особенностей резонаторов MEMS является чувствительность к вибрации (иногда называемая гравитационной чувствительностью или колебанием фазы, вызванным вибрацией). Это было признано примерно в 2001 году и позиционировалось как ключевая разрушительная особенность резонатора. Однако как только мы начнем смотреть на данные, будет справедливо задаться вопросом, есть ли какие-либо реальные преимущества. Рассмотрим следующее:

Типовой диапазон вибрации указан от субгерцовых уровней до 2 кГц.
- Уровни плотности вибрации прекращаются или значительно снижаются выше 2 кГц в большинстве приложений
Фазовый джиттер обычно имеет диапазон интегрирования от 12 кГц до 20 МГц на основе измерения фазового шума.
- Этот диапазон в шесть раз превышает максимальный уровень вибрации, который может указать любой заказчик.
Единицы измерения чувствительности к вибрации — доли на миллиард на грамм вибрации (ppb / g).
- МЭМС чувствительность к вибрации колеблется от 0.От 01 ppg / g до 1 ppb / g в зависимости от ориентации резонатора
- Чувствительность кварца к вибрации колеблется от 0,1 до 1 частей на миллиард / г в зависимости от ориентации резонатора
- Производители кварца значительно улучшили чувствительность к вибрации за последние 20 лет до уровня MEMS
Основными улучшениями являются изменения размера заготовки, более частые применения и повышенная точность юстировки заготовки.
Эти изменения значительно улучшили чувствительность к вибрации и удару кварцевых генераторов.
- Программируемые тактовые генераторы серии IDT ProXO XF и XP используют эти усовершенствования кварцевого процесса для получения низких уровней чувствительности к ударам и вибрации.
Фазовый сдвиг, вызванный вибрацией (повышенный уровень фазового шума), не зависит от температуры и фазового шума, вызванного сетью.
- Шум, вызванный вибрацией, является среднеквадратичным дополнением к шуму, вызванному температурой и сетью
- До тех пор, пока уровень шума, вызванного вибрацией, не станет равным или выше уровня шума, вызванного температурой и сетевым шумом, шум, вызванный вибрацией, можно игнорировать

Если мы посмотрим на типичные уровни фазового шума как генератора на основе MEMS, так и генератора на основе кварца, на 156.25 МГц при уровне вибрации 10 gs мы видим:

В статических условиях кварцевый генератор обычно имеет на 40 дБ меньше шума, чем его аналог для МЭМС
При высоком уровне непрерывной вибрации чувствительность к вибрации кварцевого генератора равна статическим уровням вибрации генератора на основе MEMS.
- Поскольку статический и динамический уровни почти равны для генератора на основе MEM, в этом диапазоне наблюдается очень небольшое увеличение уровня фазового шума.

Когда непрерывная вибрация при 10 g происходит в диапазоне вибрации от 10 Гц до 2 кГц, уровни фазового шума кварцевых генераторов и генераторов на основе MEMS равны.Но постоянный уровень вибрации 10 г в этом частотном диапазоне приведет к снижению долговременной надежности и поломке продукта из-за увеличения веса печатной платы и других более крупных и тяжелых компонентов внутри системы. Если предположить, что 10 g происходит только в небольшом проценте случаев, кварцевый генератор будет иметь более низкие характеристики фазового шума, что делает его лучшим решением для реальных условий.

В учебном пособии Джона Вига по кварцевым резонаторам и осцилляторам (июль 2016 г.) он подробно описывает эффект чувствительности к вибрации.Из его руководства мы можем использовать следующее, чтобы посмотреть на эффект чувствительности к вибрации (Слайд 167, раздел 4-73)

С учетом данных, рассмотренных здесь, мы видим, что нет реальных преимуществ использования генератора MEMS-резонатора по сравнению с более распространенным и стабильным генератором на основе кварца. Таким образом, IDT исключила этот продукт из своего портфолио несколько лет назад и продолжила уделять внимание кварцевым резонаторам и совершенствованию предлагаемых нами устройств с внутренними резонаторами, включая новое семейство программируемых тактовых генераторов ProXO.

Посетите idt.com/xo для получения дополнительной информации о наших кварцевых генераторах с ФАПЧ, включая высокопроизводительную серию ProXO, включающую семейства XF и XP.

Resources
John Vig, Кварцевые резонаторы и осцилляторы , 2016 https://ieee-uffc.org/download/quartz-crystal-resonators-and-oscillators-for-frequency-control-and-timing-applications -a-tutorial-2/

Кристаллы кварца и керамические резонаторы

Резонаторы на кристалле кварца и керамические резонаторы активируются и работают одинаково, поскольку оба они механически вибрируют, когда на каждый из них подается сигнал переменного тока соответственно.

Разница в том, что резонатор из кварцевого кристалла изготовлен из кристалла кварца, а керамический резонатор — из керамических компонентов.

Что такое кристалл кварца? Кристаллы кварца

способны «колебаться» в пределах желаемой частоты с небольшой мощностью, необходимой для того, чтобы поддерживать его в активном состоянии. Кристаллы могут быть определены с точной стабильностью частоты, и по мере увеличения окружающего тепла кварцевый генератор может поддерживать стабильность частоты с минимальным изменением частоты с 10 PPM (частей на миллион или 0.001%) выше -20 ~ + 70 ° C. Высокая стабильность делает кристалл подходящим для ZigBee / Bluetooth и других беспроводных приложений.

Кристаллические генераторы можно найти во всем, от телевизоров до детских игрушек, в которых есть электрические компоненты.

Что такое керамический резонатор?

Керамический резонатор работает аналогично кристаллу. Керамический резонатор использует частоту в пределах электрического компонента, но в отличие от кристалла, который имеет допуск по частоте 10 ~ 30 частей на миллион, керамический резонатор имеет 0.Допуск по частоте 5% или 5000 PPM, который обычно используется в микропроцессорных приложениях, где абсолютная стабильность не важна.

Вот простой пример, чтобы увидеть это в перспективе. Процентная разница аналогична олимпийской гонке. Миллисекунды могут быть разницей между золотой или серебряной медалями. Но с электронным компонентом разница более радикальная.

Кроме того, в кристаллах используется герметичный корпус, поэтому они всегда будут рекомендованы вместо керамических резонаторов, которые изолированы от окружающей среды, поэтому кристалл рекомендуется для широкого диапазона температур или суровых условий.

Рассмотрите кварцевый кварцевый осциллятор ECSpressCON при разработке продукта

ECSpressCON считается самым надежным в мире настраиваемым кварцевым генератором с быстрым поворотом и быстрой доставкой. Эрик Слаттен, вице-президент ECS, Inc. International, подробно объясняет ECSpressCON в видео ниже.

Страница не найдена | SiTime

Описание:

Средство очистки джиттера MEMS с 10 выходами, низкий уровень джиттера

Описание:

Низкий джиттер, сетевой синхронизатор MEMS с 8 выходами

Описание:

Низкий джиттер, сетевой синхронизатор MEMS с 11 выходами

Описание:

Генератор тактовых импульсов для МЭМС с низким уровнем джиттера, 10 выходов

Описание:

Генератор тактовых импульсов MEMS с низким уровнем джиттера, 11 выходов

Описание:

Стандартная частота ± 10 до ± 50 ppm Дифференциальный XO

Описание:

От 1 до 220 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm Дифференциальный XO

Описание:

От 220 до 625 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm Дифференциальный XO

Описание:

Дифференциал со сверхнизким джиттером стандартной частоты XO

Описание:

От 1 до 220 МГц, дифференциальный XO со сверхнизким джиттером

Описание:

От 220 до 725 МГц, сверхнизкий дифференциал джиттера XO

Описание:

Дифференциальный XO со сверхнизким джиттером для стандартных сетевых частот

Описание:

Дифференциальный XO с низким джиттером для стандартных сетевых частот

Описание:

3.От 57 до 77,76 МГц, маломощный генератор

Описание:

от 1 до 110 МГц, генератор SOT23

Описание:

от 115 до 137 МГц, генератор SOT23

Описание:

от 1 до 110 МГц, маломощный генератор

Описание:

от 115 до 137 МГц, маломощный генератор

Описание:

Осциллятор от 1 до 80 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm

Описание:

Осциллятор от 80 до 220 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm

Описание:

Высокотемпературный генератор стандартной частоты

Описание:

От 1 до 110 МГц, высокотемпературный (от -40 до + 125 ° C) Генератор SOT23

Описание:

от 115 до 137 МГц, высокотемпературный (от -40 до + 125 ° C) Генератор SOT23

Описание:

от 1 до 110 МГц, широкий диапазон температур (от -55 до + 125 ° C) Генератор SOT23

Описание:

от 119 до 137 МГц, широкий диапазон температур (от -55 до + 125 ° C) Генератор SOT23

Описание:

1–110 МГц, осциллятор SOT23 AEC-Q100 с широким диапазоном температур

Описание:

от 115 до 137 МГц, осциллятор SOT23 AEC-Q100 с широким диапазоном температур

Описание:

От 1 до 110 МГц, высокотемпературный осциллятор (от -40 до + 125 ° C)

Описание:

от 115 до 137 МГц, высокотемпературный осциллятор (от -40 до + 125 ° C)

Описание:

от 1 до 110 МГц, широкий температурный осциллятор (от -55 до + 125 ° C)

Описание:

от 119 до 137 МГц, широкий температурный осциллятор (от -55 до + 125 ° C)

Описание:

1–110 МГц, широкотемпературный осциллятор AEC-Q100 (от -55 до + 125 ° C)

Описание:

от 115 до 137 МГц, широкотемпературный осциллятор AEC-Q100 (от -55 до + 125 ° C)

Описание:

От 1 до 220 МГц, AEC-Q100 Дифференциальный XO со сверхнизким джиттером

Описание:

От 220 до 725 МГц, AEC-Q100 Дифференциальный XO со сверхнизким джиттером

Описание:

от 1 до 150 МГц, генератор с расширенным спектром AEC-Q100

Описание:

От 1 до 220 МГц, дифференциальный генератор с расширенным спектром

Описание:

От 1 до 110 МГц, маломощный генератор с расширенным спектром

Описание:

от 1 до 141 МГц, осциллятор с расширенным спектром

Описание:

Дифференциал со сверхнизким джиттером от 1 до 220 МГц VCXO

Описание:

Дифференциал со сверхнизким джиттером, от 220 до 725 МГц, VCXO

Описание:

Стандартная частота VCXO

Описание:

от 1 до 80 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm VCXO

Описание:

от 80 до 220 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm VCXO

Описание:

от 1 до 220 МГц, от ± 10 до ± 50 ppm XO

с цифровым управлением

Описание:

От 1 до 220 МГц, дифференциальный XO с цифровым управлением

Описание:

От 220 до 625 МГц, дифференциальный XO с цифровым управлением

Описание:

Программируемый осциллятор I2C / SPI от 1 до 340 МГц

Описание:

Программируемый осциллятор I2C / SPI от 340 до 725 МГц

Описание:

от 1 до 60 МГц, Stratum 3E OCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, Stratum 3E DCOCXO

Описание:

± 0.5 страниц в минуту Super-TCXO для GNSS / GPS

Описание:

от 1 до 60 МГц, от ± 0,5 до ± 2,5 ppm Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, ± 0.От 5 до ± 2,5 частей на миллион Super-TCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, Stratum 3 Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, Stratum 3 Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, ± 50 частей на миллиард Super-TCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, ± 50 частей на миллиард Super-TCXO

Описание:

От 1 до 220 МГц, ± 5 ppm Дифференциальный (VC) TCXO

Описание:

От 220 до 625 МГц, ± 5 ppm дифференциала (VC) TCXO

Описание:

от ± 2 до ± 10 ppm TCXO малой мощности, от 10 до 60 МГц

Описание:

от 1 до 60 МГц, ± 0.От 5 до ± 2,5 частей на миллион AEC-Q100 Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, от ± 0,5 до ± 2,5 ppm AEC-Q100 Super-TCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, ± 0.От 1 до ± 2,5 частей на миллион AEC-Q100 Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, от ± 0,1 до ± 2,5 ppm AEC-Q100 Super-TCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, ± 0.От 5 до ± 2,5 частей на миллион Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, от ± 0,5 до ± 2,5 ppm Super-TCXO

Описание:

от 1 до 60 МГц, ± 0.Точность от 1 до ± 0,25 ppm Super-TCXO

Описание:

От 1 до 60 МГц, точность ± 50 частей на миллиард Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, точность ± 50 частей на миллиард Super-TCXO

Описание:

от 60 до 220 МГц, ± 0.Точность от 1 до ± 0,25 ppm Super-TCXO

Описание:

от 115 до 137 МГц, расширенный диапазон температур (от -55 до 125 ° C) Генератор SOT-23

Описание:

От 1 до 110 МГц, расширенный диапазон температур (от -55 ° C до 125 ° C) Генератор SOT-23

Описание:

Осциллятор от 115 до 137 МГц, расширенный диапазон температур (от -55 до 125 ° C)

Описание:

1–110 МГц, расширенный температурный (от -55 ° C до 125 ° C) осциллятор

Описание:

от 1 до 150 МГц, расширенный спектр, расширенная температура (от -55 ° C до 125 ° C)

Описание:

От 1 до 220 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 10 до ± 50 ppm Дифференциальный осциллятор

Описание:

От 220 до 725 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 10 до ± 50 ppm Дифференциальный осциллятор

Описание:

от 1 до 340 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 20 до ± 50 ppm, программируемый генератор I2C

Описание:

От 340 до 725 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 20 до ± 50 ppm, программируемый генератор I2C

Описание:

от 220 до 725 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 15 до ± 50 ppm VCXO

Описание:

от 1 до 220 МГц, сверхнизкий джиттер, от ± 15 до ± 50 ppm VCXO

Описание:

Сверхкомпактный, маломощный, низкий уровень джиттера, ± 5 ppm, 32.768 кГц TCXO

Описание:

Сверхкомпактный, маломощный генератор с низким уровнем джиттера, от 1 Гц до 2,5 МГц

Описание:

Сверхмалый µPower, 32.768 кГц Quartz XTAL Замена

Описание:

µPower, 32,768 кГц Quartz XTAL Замена

Описание:

Сверхмалый с низким уровнем джиттера, 32.768 кГц ± 50 ppm Генератор

Описание:

Сверхнизкое энергопотребление, сверхмалый генератор 32,768 кГц или 16,384 кГц

Описание:

Сверхмалый с низким уровнем джиттера, 32.Генератор 768 кГц ± 100 ppm

Описание:

Сверхмалый µPower, от ± 5 до ± 20 ppm, 32,768 кГц TCXO

Описание:

Сверхмалый, маломощный, с низким уровнем джиттера, от ± 3 до ± 5 ppm, 32.768 кГц TCXO

Описание:

Сверхмалое энергопотребление, ± 5 ppm, 32,768 кГц TCXO с внутрисистемной автокалибровкой

Описание:

Сверхмалый микропитание, от 1 Гц до 32.Генератор 768 кГц

Описание:

Сверхмалое энергопотребление, от 1 Гц до 462,5 кГц, осциллятор ± 50 ppm

Описание:

Сверхмалое энергопотребление, низкий уровень джиттера, от 1 Гц до 2.5 МГц TCXO

Описание:

Сверхкомпактный, маломощный генератор с низким уровнем джиттера, от 1 Гц до 2,5 МГц

Описание:

От 1 до 26 МГц, сверхмалый микроконтроллер

Описание:

SiT1252 Встроенный MEMS-резонатор, кГц

Описание:

Резонаторы ApexMEMS МГц, 0.18 мм2

Как выжить в космосе

В нашем недавнем сообщении в блоге «Проверенные в космосе кристаллические осцилляторы и резонаторы» мы отправили вас в путешествие в космос. Вы видели, с какими проблемами должны столкнуться и Кристальные Осцилляторы, и Резонаторы, находясь в глубинах космоса. Мы собираемся отправиться в еще одно похожее, но более конкретное путешествие!

Резонаторы в космосе будут в центре внимания этого поста.Кварцевые резонаторы можно использовать для самых разных целей в космическом корабле. Я уверен, что вы можете представить себе, какие экстремальные испытания и суровость могут возникнуть в огромном мире космоса с этими тонкими резонаторами.

В этом посте вы узнаете, что резонаторы 6 способов спроектированы так, чтобы выдерживать интенсивную космическую среду , сохраняя при этом свои отличные функциональные возможности.

1. Запечатанный поцелуем? (Больше похоже на герметичный)

Во время космических путешествий одно из важнейших требований, предъявляемых к космическому кораблю, — это герметичность.Для резонаторов тем более важно, чтобы их герметичное уплотнение не было нарушено, чтобы их внутренние части оставались герметичными. Если уплотнение сломано, резонатор становится восприимчивым к повреждениям, в том числе к значительному старению за короткий промежуток времени, а также к увеличению его эквивалентного последовательного сопротивления.

2. Принятие космической радиации

Без защитного слоя атмосферы, который есть на Земле, космический корабль испытывает регулярные приступы ионизирующего излучения в дополнение к различным другим типам космического излучения, которые могут привести к повреждению кварцевого резонатора, если он специально не подготовлен к путешествию.Сегодняшние резонаторы состоят из комбинации элементов в определенном соотношении, чтобы обеспечить максимальную защиту от космического излучения. Кварцевый резонатор также имеет покрытие из специально подготовленного поликарбоната, которое способно поглощать часть излучения, исходящего из космоса, и предотвращать его попадание в резонатор.

3. Защита от вибрации

Резонаторы земного базирования не смогут справиться с движением, связанным с запуском космического корабля, и, скорее всего, сломаются или сломаются во время запуска.Другие вредные побочные эффекты вибрации могут включать нежелательные боковые полосы, а также ухудшение характеристик фазового шума. Чтобы выдержать вибрацию при запуске, космический корабль и все его компоненты должны быть спроектированы особым образом и изготовлены из тщательно отобранных материалов, которые могли бы выдерживать часто сильные вибрации, которые корабль будет испытывать при входе в атмосферу и выходе из нее. планета.

4. Термостойкость

В космосе экстремальные температуры, которые испытывает космический корабль, не похожи ни на что из того, что когда-либо испытывали люди, живущие в атмосфере Земли.Кварцевый резонатор должен работать в самых суровых температурных условиях — от холода космоса до обжигающих температур нефильтрованных солнечных лучей. Для этого разработаны кристаллы, пригодные для использования в космосе, чтобы гарантировать, что они не будут испытывать слишком большого расширения или сжатия и имеют пониженный температурный коэффициент, чтобы выдерживать экстремальные температуры без плавления.

5. Большая работа, меньший размер

Еще один очень важный момент, который следует учитывать, — это то, что на борту космического корабля очень мало места.По этой причине кварцевый резонатор должен быть как можно меньше и должен плотно прилегать к ограниченному пространству на блоке управления корабля. Одна из самых первых целей ученых, разрабатывающих кварцевые резонаторы для космических исследований, заключалась в том, чтобы как можно больше уменьшить их размер. Это привело к неуклонному уменьшению размеров резонаторов с годами.

6. Низкий фазовый шум

Фазовый шум резонатора определяет точность его частоты, а также разрешение измерения.Точность резонатора становится все более важной в космосе для расчетов корабля. Таким образом, низкий фазовый шум необходим для создания кварцевого резонатора, пригодного для использования в космосе.

Учет этих факторов при выборе конкретного типа кварцевого резонатора для ваших космических приложений гарантирует, что кварцевый резонатор можно будет использовать внутри навигационных элементов управления и датчиков без ущерба для успеха миссии.

Ищете дополнительную информацию? Посетите нашу страницу ресурсов или запланируйте обсуждение с нашей командой инженеров.

Кварцевый резонатор, резонатор на ПАВ, датчик QCM

Одним из ключевых компонентов всех электронных устройств является кварцевый резонатор. При сегодняшнем развитии новых приложений требования к кристаллам кварца разнообразны.Хорошее понимание физических и практических возможностей кварцевого резонатора необходимо, чтобы сделать правильный выбор этого компонента при проектировании.

Чтобы назвать представление:

Пакет : Корпус кристалла SMD или корпус кристалла со сквозным отверстием (кристалл THD)
Размер : какое место на плате доступно.
Начальная частота в зависимости от нагрузки электронных компонентов, подключенных к кварцевому резонатору
Допустимый допуск начальной частоты
Допуск по частоте в определенном диапазоне температур
ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)

Существуют различные типы огранки кристалла для покрытия частотного диапазона от килогерца (например, 32.768 кГц) до более 100 МГц. Обычно кристалл XY-среза используется для низкочастотных кристаллов. Кристалл AT-cut работает от 1 МГц до 40 МГц (в общем) и может работать в режиме обертона (3-й, 5-й, 7-й). Кристалл среза BT имеет почти те же характеристики, что и кристалл среза AT, но может работать только в основном режиме. Кристалл SC-среза в основном используется для высокопроизводительных приложений, поскольку он имеет несколько превосходных характеристик. Это самые распространенные формы огранки кристаллов. (Некоторую общую информацию о кварцевых резонаторах можно найти здесь)

Инженерам-конструкторам не всегда легко сделать правильный выбор, какой тип кристалла можно использовать.FCD-Tech может помочь найти правильный тип кристалла, который соответствует требованиям электронного приложения. У нас есть широкий ассортимент различных корпусов SMD Crystal, а также корпусов для сквозных отверстий, доступных в широком диапазоне частот. Мы также очень хорошо знаем, что цена имеет значение, и предложим конкурентоспособные решения.

Свяжитесь с FCD-Tech по электронной почте или через контактную форму, если у вас есть вопросы или вам нужна поддержка, чтобы найти правильный кварцевый резонатор.

Обзор Типы кристаллов кварца:

Доступны многие типы кристаллических корпусов SMD, от небольших керамических корпусов до металлических сварных корпусов.Различные диапазоны частот и спецификации для начальных допусков частоты и температурных допусков.

Хорошо известными типами кристаллов со сквозным отверстием являются HC49U, низкопрофильные HC49US, UM1, UM5 доступны на странице обзора. По особым требованиям, например, к кристаллам с низким старением, запаянным из стекла или кристаллам специальной огранки SC, обращайтесь в FCD-Tech.

Кристалл 32,768 кГц (в основном используется для синхронизации), а также другие низкочастотные кристаллы в килогерцовом диапазоне.Кристаллические корпуса KHz бывают в SMD, а также в (цилиндрических) корпусах со сквозными отверстиями. Доступно несколько вариантов допусков по частоте.

Кристаллы как датчик для измерения массы, давления, силы и температуры. В микровесах с кварцевыми кристаллами (QCM) используется контрольный кристалл для измерения изменений массы. Другие варианты пьезокристаллических сенсоров можно найти в этом разделе, а также испытательное оборудование.

Резонаторы

на ПАВ используются во многих случаях, когда используются кристаллы кварца, поскольку они могут работать на более высоких частотах. Они часто используются в радиопередатчиках, где не требуется настраиваемость. Диапазон частот для резонаторов на ПАВ составляет от 224 МГц до 820 МГц. Опции для нестандартных единиц.

Авторские права @ 2019 FCD-Tech B.V.

Zircon — это дополнительная тема для Drupal
, дизайн которой разработан WeebPal.

Производное политиофена на кварцевых резонаторах для захвата и анализа миРНК

Новый подход к анализу miRNA с использованием катионного производного политиофена, поли [3- (3′- N , N , N -триэтиламино-1′-пропилокси) -4-метил-2,5-тиофена. гидробромид] (ПТ), иммобилизованный на кварцевом резонаторе.Катионный PT позволяет захват всех последовательностей РНК в матрице образца посредством электростатических взаимодействий , что приводит к образованию дуплексных структур PT-РНК на кварцевых резонаторах. Последовательности биотинилированной пептидной нуклеиновой кислоты (b-PNA) впоследствии используют для анализа РНК после мониторинга образования триплекса PT-RNA-b-PNA. Усиление сигнала достигается за счет прикрепления наночастиц, покрытых авидином, к b-PNA для получения ответов при клинически значимых режимах концентрации.В отличие от традиционных методик анализа нуклеиновых кислот, которые обычно определяют количественно конкретную последовательность РНК, предлагаемый подход позволяет анализировать любую последовательность РНК в матрице образца после гибридизации с последовательностью ПНК, комплементарной интересующей РНК. В качестве иллюстрации продемонстрировано успешное обнаружение mir21 (последовательность miRNA, связанная с раком легких) с пределом обнаружения 400 пМ. Кроме того, демонстрируется точное количественное определение mir21 в образцах плазмы без необходимости ПЦР и сложных инструментов.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент.

Разное