TENDENZE NEI COMPONENTI DEI GENERATORI DI CLOCK: PIÙ PICCOLI E PIÙ STABILI IN FREQUENZA

Le dimensioni e lastabilitàdi frequenzadei generatori di clock influenzano le dimensioni e i requisiti di potenza di un dispositivofinale.In particolare, gli sviluppatori di prodotti alimentati a batteriarichiedonogeneratori di frequenza precisi e compatti: unapanoramica dell'attuale stato dell'arte sul mercato dei cristalli oscillanti. I cristalli di quarzo (chiamati semplicemente cristalli di quarzo) sono stati sviluppati all'inizio degli anni '20 come cristalli pratici da utilizzare nella tecnologia radio. Oggi i cristalli di quarzo sono diventati parte integrante della nostra vita moderna e tecnologica. Negli ultimi anni si è assistito a un importante passaggio da cristalli THT (Through-Hole Technology) e SMD (Surface Mounted Device) di grandi dimensioni in alloggiamenti metallici a cristalli SMD miniaturizzati in alloggiamenti in ceramica. La richiesta di cristalli a più alta frequenza in custodie più piccole ha ulteriormente alimentato questa tendenza. Grazie ai progressi tecnologici e a diverse innovazioni di produzione, è stato possibile ridurre significativamente le dimensioni dei cristalli senza compromettere le prestazioni o i costi. Il fattore di forma di 3,2 x 2,5 mm è attualmente ampiamente utilizzato in tutti i tipi di applicazioni, di solito in combinazione con l'ottimizzazione della resistenza dei cristalli per una risposta transitoria ottimale negli intervalli di temperatura operativa definiti e nella gamma di frequenza da 8,0 a 64,0 MHz (AT fondamentale). Possono funzionare con un livello di pilotaggio fino a 500 µW (nell'intervallo di frequenza da 12,0 a 64,0 MHz). Per applicazioni particolarmente esigenti sono disponibili componenti con tolleranze di frequenza fino a ±10 ppm e un intervallo di temperatura da -55 a 125 °C. Negli ultimi anni, il cristallo di quarzo SMD in un alloggiamento in ceramica con dimensioni di 2,5 x 2,0 mm (4 pad) si è sviluppato parallelamente all'alloggiamento da 3,2 x 2,5 mm (4 pad), ma non ha mai preso piede. Se un alloggiamento da 3,2 x 2,5 mm è troppo grande, si può utilizzare il prodotto per grandi volumi in un alloggiamento da 2,0 x 1,6 mm (4-pad). Questo tipo di alloggiamento è molto popolare per le applicazioni molto piccole. I design dei cristalli in questo fattore di forma sono inoltre ottimizzati per la resistenza e progettati per una risposta transitoria ottimale. Lo sviluppatore può utilizzare versioni con un livello di pilotaggio fino a 400 µW. La tendenza verso alloggiamenti più piccoli e una maggiore stabilità di frequenza si riscontra anche nei cristalli di clock. La versione più piccola con dimensioni di 1,2 x 1,0 mm sta per essere lanciata sul mercato. I cristalli da 32,768 kHz in un alloggiamento da 3,2 x 1,5 mm e da 2,0 x 1,2 mm con resistenza ridotta sono ora ampiamente utilizzati anche nei dispositivi finali. I cristalli a bassa resistenza con 32,768 kHz e anche le versioni standard sono disponibili sul mercato del quarzo con capacità di carico da 4 a 12,5 pF nell'intervallo di temperatura da -40 a +125 °C. Lo sviluppatore può scegliere tra due tolleranze di frequenza. A +25 °C lo sviluppatore può scegliere tra due tolleranze di frequenza: ±10 ppm (opzionale) o ±20 ppm (standard). Sempre più produttori di circuiti integrati utilizzano cristalli SMD con termistori integrati, ad esempio in alloggiamenti in ceramica da 2,0 x 1,6 mm. Questi cristalli sono sempre più utilizzati nei prodotti di comunicazione alimentati a batteria e stanno sostituendo gli oscillatori a cristallo a compensazione di temperatura (TCXO) che consumano corrente (fino a 2 mA). In conclusione, si può affermare che negli ultimi anni è stato raggiunto l'apparentemente impossibile nello sviluppo dei cristalli di quarzo: La miniaturizzazione delle dimensioni degli alloggiamenti è stata portata avanti senza ridurre le prestazioni o aumentare i costi e, quasi incidentalmente, i progressi tecnologici dell'industria elettronica sono stati utilizzati per accompagnare soluzioni sempre più innovative nella progettazione dei prodotti fino alla maturità del mercato. Il risultato è una stabilità di frequenza sempre maggiore con alloggiamenti di dimensioni sempre più ridotte. Ulteriori informazioni sono disponibili all'indirizzo CRISTALLI OSCILLANTI SMD Domande tecniche: Telefono: 0 81 91 / 30 53 95 E-mail: info@petermann-technik.de