Ogni progettista di prodotti deve affrontare quotidianamente il problema della compatibilità elettromagnetica (EMC), soprattutto quando si utilizzano componenti che determinano la frequenza, come gli oscillatori a cristallo. I circuiti integrati utilizzati negli oscillatori al quarzo disponibili in commercio generano bordi ripidi e producono armoniche. Sebbene siano disponibili oscillatori a spettro esteso, non possono essere utilizzati in molte applicazioni perché troppo imprecisi. Con uno spread centrale di ±0,5%, ad esempio, la frequenza di uscita viene modulata in un intervallo di fout ±0,5%. Sulla base di una frequenza di 33,333 o 66,666 MHz, la modulazione di frequenza di ±0,5% corrisponderebbe a un intervallo di modulazione di frequenza di 33,333 MHz ±166,665 kHz o 66,666 MHz ±333,330 kHz - troppo per un clock preciso. Nella maggior parte dei casi, in queste applicazioni sono consentiti solo ±50 ppm, cioè 100 volte meno. Una stabilità di frequenza di ±50 ppm corrisponde a una tolleranza di ±1,66665 kHz a 33,333 MHz e a una tolleranza di ±3,3333 kHz a 66,666 MHz. In questi casi, in passato gli sviluppatori dovevano cercare di ridurre la CEM con misure molto costose. Ora non è più necessario. Basandosi sull'innovativa tecnologia IC, Next Generation Clocking, Petermann-Technik di Landsberg am Lech offre un'ampia gamma di oscillatori di clock in silicio SMD con segnale di uscita SoftLevel. La tecnologia SoftLevel è un segnale di uscita programmabile in cui le armoniche di un segnale di uscita LVCOMS possono essere significativamente ridotte aumentando il tempo di salita
(trise) e di discesa
(tfall). Grazie alla tecnologia SoftLevel, il segnale di uscita può essere adattato con precisione alle esigenze del cliente.
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Figura 1: Durata del periodo t di un segnale di uscita LVCMOS con trise e tfall tra il 20% e l'80%[/caption]
.Cosa fa la funzione SoftLevel
La Figura 1 mostra la durata del periodo t di un segnale di uscita LVCMOS con
trise e
tfall compresi tra il 20% e l'80%, mentre la Figura 2 mostra la curva dei bordi di un normale segnale LVCMOS a onda quadra (linea rossa) rispetto al segnale di uscita LVCMOS SoftLevel (linea blu) con una tensione di alimentazione di +3,3 VCC. Si può notare chiaramente che la funzione SoftLevel arrotonda i bordi del segnale a onda quadra (forma simile a una pinna di squalo) e quindi riduce significativamente le armoniche. La Figura 3 mostra l'attenuazione EMC (armoniche dispari) in relazione alla durata del periodo t del segnale di uscita.
trise e
tfall sono espressi in relazione alla durata del periodo t del segnale di clock. In questo caso,
trise e
tfall possono essere estesi in un intervallo compreso tra 0,05 e 0,45 (dal 5% al 45%) di t. Se
trise e
tfall vengono estesi del 5% rispetto al segnale di base, la forma del segnale si avvicina abbastanza al segnale rettangolare originale. Con un'estensione fino al 45%, la forma del segnale di uscita assomiglia sempre più a una pinna di squalo e l'attenuazione EMC all'undicesima armonica è superiore a -60 dB. Un valore enorme per una regolazione così semplice del
trise e del
tfall.
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Figura 2: Curva dei bordi di un normale segnale LVCMOS a onda quadra (linea rossa) rispetto a un segnale di uscita LVCMOS a livello morbido (linea blu) con bordi arrotondati[/caption]
.Quanto costa allo sviluppatore la funzione SoftLevel?
Niente, perché la funzione SoftLevel è una caratteristica standard degli
oscillatori di clock al silicio SMD delle serie
LPO,
LPOP,
HTLPO,
WTLPO,
UPO,
HTLPO-AUT e
WTLPO-AUT. (AUT = Automotive basato su AEC-Q100). Inoltre, queste serie di oscillatori sono disponibili in alloggiamenti standard con dimensioni di 7 mm x 5 mm, 5 mm x 3,2 mm, 3,2 mm x 2,5 mm, 2,5 mm x 2,0 mm e 2,0 mm x 1,6 mm e possono quindi essere adattate ai layout dei circuiti stampati esistenti e sostituire direttamente gli oscillatori al quarzo. Affinché il reparto di ingegneria interno di PETERMANN-TECHNIK possa fornire ai clienti una consulenza ottimale e programmare un prodotto in base alle loro esigenze applicative, lo sviluppatore deve specificare il tempo di
trise/fall che può accettare nella sua applicazione. Programmando - estendendo il tempo di
trise/fall - si ottiene l'attenuazione delle armoniche dispari. Nella progettazione dei circuiti degli oscillatori di clock al silicio SMD, gli specialisti di Petermann-Technik consigliano di utilizzare una capacità di disaccoppiamento di 0,1 µF tra la tensione di alimentazione e i pin di massa. In questo modo si riducono notevolmente gli effetti della tensione di alimentazione immessa.
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Figura 3: riduzione EMC in relazione alla maggiore durata del periodo[/caption]
.Ulteriori vantaggi degli oscillatori di clock al silicio SMD
Gli oscillatori di clock al silicio SMD delle serie sopra citate sono disponibili anche con una tensione di alimentazione compresa tra 2,25 e 3,63
VCC. All'interno di questo
intervallo di VDD, gli oscillatori possono funzionare con qualsiasi tensione di alimentazione (ad esempio 2,5
VDC±10%, 2,8
VDC±10%, 3,0
VDC±10%o 3,3
VDC ±10%). Ciò significa che lo sviluppatore del prodotto deve qualificare un solo oscillatore per quattro tensioni di alimentazione classiche. Questa caratteristica standard consente allo sviluppatore di risparmiare molto denaro per la qualificazione dei componenti e al gestore della catena di fornitura di procurarsi, amministrare e immagazzinare un numero significativamente inferiore di componenti. Inoltre, quantità maggiori di un componente si traducono in un prezzo più vantaggioso. Naturalmente, la funzione soft level descritta in precedenza è disponibile anche come caratteristica standard per la gamma
VVDD da 2,25 a 3,63
VCC.
Inoltre, gli oscillatori di clock in silicio SMD hanno tolleranze di frequenza molto precise, ad esempio ±20ppm@-40/85 °C, ±30ppm@-40/105 °C e ±50ppm@-40/125 °C. Naturalmente, sono disponibili anche oscillatori compatibili con AEC-Q100 (HTLPO-AUT e WTLPO-AUT) con tutte le caratteristiche descritte.
La funzione SoftLevel migliora il comportamento EMC
Il comportamento EMC degli oscillatori di clock SMD può essere migliorato in modo significativo con la funzione SoftLevel, regolando semplicemente e gratuitamente il
trise e il
tfall del segnale di uscita, in modo che lo sviluppatore non debba più adottare misure costose per migliorare il comportamento EMC della sua applicazione. Gli oscillatori di clock al silicio SMD possono essere montati immediatamente sui layout dei circuiti stampati esistenti. Grazie alla gamma di VDD da 2,25 a 3,63 VDC e alle tolleranze di frequenza standard molto strette, è possibile risparmiare molto denaro nella qualificazione dei componenti, nell'approvvigionamento, nella gestione e nello stoccaggio.
Ulteriori informazioni sono disponibili sul sito:
Oscillatori al silicio (come i MEMS)
o
Panoramica dei prodotti degli oscillatori al silicio
Domande tecniche:
Telefono: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail:
info@petermann-technik.de
