Informationen zu Quarzoszillatoren | Welche Faktoren beeinflussen die Stabilität von Quarzoszillatoren?

Ein Quarzoszillator ist auch ein Quarzoszillator. Quarzoszillatoren haben viele Anwendungen im Leben, beispielsweise als CPU-Takt. Da nicht alle Freunde etwas über Quarzoszillatoren wissen, werden wir in diesem Artikel die Frequenzstabilität von Quarzoszillatoren vorstellen und die Faktoren analysieren, die die Frequenzstabilität von Quarzkristalloszillatoren beeinflussen.

Die Frequenzstabilität ist ein Maß dafür, wie sich die Ausgangsfrequenz eines Oszillators aufgrund von Temperaturänderungen während des Betriebs ändern kann. Wenn die Frequenz über die Erwartungen der Anwendung hinaus abweicht, können Zeitfehler auftreten. Die Frequenzstabilität wird in Teilen pro Million oder ppm relativ zu einer Nennfrequenz über einen bestimmten Temperaturbereich ausgedrückt.

Eines der Hauptmerkmale von Quarzkristalloszillatoren ist die Stabilität innerhalb der Betriebstemperatur , die ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Preises von Quarzoszillatoren ist. Je höher die Stabilität bzw. je größer der Temperaturbereich, desto höher ist der Preis des Geräts. Der von den Industrienormen geforderte Bereich von -40 bis +85 °C liegt oft einfach außerhalb der Gewohnheiten der Konstrukteure. Wenn -20 bis +70 °C ausreichen, besteht keine Notwendigkeit, einen größeren Temperaturbereich anzustreben. Entwicklungsingenieure müssen die tatsächlichen Anforderungen einer bestimmten Anwendung sorgfältig ermitteln und dann die Stabilität des Quarzoszillators festlegen. Eine zu hohe Spezifikation bedeutet mehr Geld.

Die Alterung des Quarzkristalloszillators ist ein weiterer wichtiger Faktor, der zu Frequenzänderungen führt. Abhängig von der Lebenserwartung des Zielprodukts gibt es verschiedene Möglichkeiten, diesen Effekt abzumildern. Durch die Kristallalterung ändert sich die Ausgangsfrequenz entsprechend einer logarithmischen Kurve, was bedeutet, dass dieses Phänomen im ersten Jahr der Produktnutzung am stärksten ausgeprägt ist. Beispielsweise altert ein Kristall, der länger als 10 Jahre verwendet wurde, etwa dreimal so schnell wie im ersten Jahr. Diese Situation kann durch den Einsatz einer speziellen Kristallverarbeitungstechnologie verbessert oder durch Anpassung gelöst werden. Beispielsweise kann Spannung an den Steuerstift angelegt werden (d. h. durch Hinzufügen einer Spannungssteuerfunktion) usw.

Weitere Faktoren im Zusammenhang mit der Stabilität sind Versorgungsspannung, Laständerungen, Phasenrauschen und Jitter . Diese Spezifikationen für aktive Quarzoszillatoren sollten spezifiziert werden. Für Industrieprodukte ist es manchmal notwendig, Vibrations- und Stoßindikatoren vorzulegen. Für Militärgüter und Luft- und Raumfahrtausrüstung gelten häufig höhere Anforderungen, z. B. Toleranzen bei Druckänderungen, Toleranzen bei Strahlungseinwirkung usw.

Das zur Herstellung von Quarzkristalloszillatoren verwendete Material ist im Allgemeinen künstlicher Quarzkristall, der eine Produktion in großem Maßstab ermöglicht und die Kosten senkt. Nur eine kleine Anzahl von Menschen verwendet natürliche Quarzkristalle. Allerdings nimmt die Zahl der importierten Quarzoszillatormaterialien zu, und es gibt viele Kristalle Oszillatorhersteller Um Kosten zu sparen, werden bei der Herstellung von Quarzoszillatoren in großen Stückzahlen minderwertige Materialien verwendet. Die Verwendung solcher Rohstoffe kann leicht zu Problemen wie geringer Genauigkeit von Chip-Quarzoszillatoren oder zylindrischen Quarzoszillatoren, unzureichender Temperatur, mangelnder Vibration und Fehlfunktionen führen.

Bei der Auswahl der Geräte sollte generell ein gewisser Spielraum gelassen werden, um die Produktzuverlässigkeit sicherzustellen. Die Wahl höherwertiger Geräte kann die Ausfallwahrscheinlichkeit weiter reduzieren und potenzielle Vorteile mit sich bringen. Dies sollte auch beim Vergleich der Produktpreise berücksichtigt werden. Damit die „Gesamtleistung“ des Quarzkristalloszillators ausgewogen und angemessen ist, müssen viele Faktoren wie Stabilität, Betriebstemperaturbereich, Kristallalterungseffekt, Phasenrauschen, Kosten usw. abgewogen werden. Die Kosten hier nicht nur beinhaltet den Preis des Geräts, aber auch die Lebenszeitkosten des Produkts.