Quarze von Micro Crystal

Niederohmige Typen verbessern die Performance

19. September 2017, 15:51 Uhr | Von Markus Hintermann
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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Der ESR beeinflusst die Frequenzsensitivität

Die Erfahrung zeigt, dass nicht alle Pierce-Oszillatoren auf die Anwendung  mit moderneren, z.B. kleinen, Quarzen ausgelegt wurden. So ist es angebracht, die externen Einflüsse wie Temperatur und Spannungsverhalten mit einzubeziehen: Die Ringverstärkung der Oszillatoren reduziert sich typischerweise mit Temperaturen über 50 °C und mit kleiner werdenden Versorgungsspannung.

Tabelle 3
Tabelle 3. Leistungsvergleich zwischen Standard- und Low-ESR-Ausführungen
© Micro Crystal

*) Es bewährt sich den Oszillator bei Raumtemperatur mit einem Referenzquarz mit künstlich erhöhtem ESR zu testen.

Widerstand mit 4 x ESR in Serie schalten; dies stellt die angestrebte Marge sicher und kompensiert die inhärenten Variationen:

  • Produkttoleranzen der Quarze
  • Steigender ESR mit höheren Temperaturen
  • Sinkender Verstärkung mit höheren Temperaturen

Verläuft der Test mit einem Standard-ESR-Quarz nicht zufriedenstellend, sollte ein Low ESR Quarz eingesetzt werden.

ESR und C1 beeinflussen die Frequenzziehfähigkeit

Frequenz in Abhängigkeit von der Lastkapazität
Frequenz in Abhängigkeit von der Lastkapazität
© Micro Crystal

Der ESR und die Motional-Kapazität sind durch die physikalischen Eigenschaften des Stimmgabelquarzes voneinander abhängig. Ein tiefer ESR wird durch Vergrößern des C1 erreicht. Ein tiefer ESR ergibt eine größere Anschwingsicherheit und gleichzeitig einen größeren Ziehbereich. Toleranzen der Lastkapazität können dann zu größeren Frequenzabweichungen führen.

 

 

Einsatz von Standard-ESR-Quarzen

  • Wenn die elektrischen Parameter vom Standardquarz genügend Sicherheitsmarge bieten
  • Wenn der Kostenvorteil wichtig ist
  • Zur Verbesserung der Jitter-Performance

Einsatz von Quarzen mit tiefem ESR

  • Wenn die Sicherheitsmarge beim Test mit dem Standard Quarz ungenügend war
  • Beim Redesign oder zum Ersetzen von älteren großen Quarzen (z.B. CM4), denn diese hatten meist einen kleineren ESR  
  • Zur Optimierung vom Stromverbrauch
  • Zur Verkürzung der Anschwingzeit

  1. Niederohmige Typen verbessern die Performance
  2. Grundlagen eines Quarzbausteins
  3. Der ESR beeinflusst die Frequenzsensitivität
  4. Optimierte Auswahl des Quarzlieferanten Micro Crystal

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