केएचजेड क्रिस्टल साइजिंग डिजाइनर गाइड

समय की गणना करने वाले उपकरण लगभग हर जगह मौजूद हैं और आधुनिक समाज का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। सटीक समय के लिए क्वार्ट्ज क्रिस्टल जैसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो एक सटीक आवृत्ति पर दोलन करता है,साथ ही एक एकीकृत सर्किट (आईसी) जो उपकरण को नियंत्रित करता हैपैक किए गए घड़ी मॉड्यूल में आमतौर पर क्रिस्टल और नियंत्रण आईसी दोनों होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर सर्किट की आवृत्ति किलोहर्ट्ज (kHz) से मेगाहर्ट्ज (MHz) तक होती है।

केएचजेड क्रिस्टल को अलग से बेचा जा सकता है या अन्य उत्पादों जैसे क्रिस्टल ऑसिलेटर (सीएक्सओ), डिजिटल तापमान मुआवजा क्रिस्टल ऑसिलेटर (डीटीसीएक्सओ) और रियल टाइम क्लॉक (आरटीसी) में एकीकृत किया जा सकता है।

केएचजी क्रिस्टल चयन को निर्धारित करने वाले कारक
अनुप्रयोग के लिए केएचजेड क्रिस्टल का चयन करते समय, आकार और आवश्यक आवृत्ति सबसे महत्वपूर्ण विचार हैं, लेकिन उचित सर्किट डिजाइन करने के लिए कुछ अन्य मापदंड भी महत्वपूर्ण हैं।

इनमें निम्नलिखित शामिल हैंः

आवृत्ति सहिष्णुता, स्थिरता और उम्र बढ़ने
भार क्षमता (CL)
समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर)
ड्राइव स्तर (DL)
कार्य तापमान
केएचजी क्रिस्टल में आमतौर पर एएसआईसी आवश्यकताएं होती हैं, जो आवश्यक मापदंडों के मानों को सूचीबद्ध करती हैं। एएसआईसी जानकारी सर्किट डिजाइन के लिए एक ठोस प्रारंभिक बिंदु प्रदान करती है। The trend toward miniaturization of electronic circuits means that designers need to pay particular attention to these factors because the size and dense packaging of components affect the characteristics and performance of crystalsहालांकि, फोटोलिथोग्राफी विनिर्माण प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट के लघुकरण से उनके कुशल संचालन के लिए आवश्यक मापदंड प्रभावित नहीं होते हैं।

आवृत्ति सहिष्णुता, स्थिरता और उम्र बढ़ने
यद्यपि एक क्रिस्टल एक विशिष्ट आवृत्ति निर्दिष्ट करता है, लेकिन उत्पादन प्रक्रिया में तनाव या नियमित संचालन के दौरान सतह पर तनाव के कारण आवृत्ति विचलन हो सकता है।आवृत्ति विचलन को तीन मापदंडों का मूल्यांकन करके सारांशित किया जा सकता है: आवृत्ति सहिष्णुता, आवृत्ति स्थिरता, और उम्र बढ़ने।

आवृत्ति सहिष्णुता को क्रिस्टल के वास्तविक और नाममात्र आवृत्तियों के बीच+25°C पर अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है।आवृत्ति स्थिरता सेट तापमान सीमा के भीतर तापमान के कारण अधिकतम आवृत्ति बदलाव को संदर्भित करती हैक्रिस्टल सटीकता में सुधार के लिए, kHz XO का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है, जो तापमान के साथ आवृत्ति परिवर्तन की अनुमति देता है (चित्र 1) और तदनुसार कैलिब्रेट किया जाता है। अंत में,उम्र बढ़ना समय के साथ आवृत्ति में बदलाव हैसील उम्र बढ़ने के प्रभावों को कम करती है लेकिन आकार में वृद्धि कर सकती है।

ऑसिलेटर आवृत्ति बनाम तापमान चार्ट
चित्र 1: ऑसिलेटर आवृत्ति तापमान के साथ भिन्न होती है और विशेष रूप से चरम वातावरण के लिए आकार प्रक्रिया में विचार करने की आवश्यकता होती है। छवि स्रोतः ईपीएसएन आईईईई के माध्यम से प्रदान की गई)

भार क्षमता (CL)
एक क्रिस्टल के दो टर्मिनलों के बीच क्षमता इसकी लोड क्षमता है। डिजाइनरों को बाहरी भटकती क्षमता पर विचार करने की आवश्यकता है क्योंकि यह आवृत्ति बहाव का कारण बनता है।

CL और सर्किट क्षमता के बीच असंगतता विशेष रूप से चिंता का विषय है जब छोटे क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है क्योंकि छोटे क्रिस्टल क्षमता परिवर्तनों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।कम सीएल मूल्य वाले क्रिस्टल भी आवृत्ति के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैंसीमित स्थानों में छोटे सर्किटों को डिजाइन करने के लिए, डिजाइनर अक्सर उच्च CL मानों वाले क्रिस्टल का चयन करते हैं।

ड्राइव स्तर (DL)
डीएल संरचनात्मक क्षति को कम करते हुए स्थिर दोलन बनाए रखने के लिए आवश्यक धारा की मात्रा है।आवृत्ति अस्थिरता या समय से पहले विफलता से बचने के लिए दिए गए सर्किट ड्राइव स्तर के बराबर या उससे अधिक डीएल मूल्य वाले क्रिस्टल का चयन करने की सिफारिश की जाती है.

कार्य तापमान
आवृत्ति पर तापमान का प्रभाव आवृत्ति स्थिरता सूचकांक द्वारा निर्दिष्ट सीमा से अधिक है। डिजाइनरों को न केवल पूरे सर्किट के संचालन तापमान पर विचार करने की आवश्यकता है,लेकिन यह भी सर्किट में क्रिस्टल के स्थान, क्योंकि कुछ क्षेत्रों में दूसरों की तुलना में गर्म करने के लिए आसान हैं। इसके अलावा, सर्किट और क्रिस्टल छोटा है, घटकों के पैकेज तंग, और पूरे प्रणाली अधिक गर्मी उत्पन्न करता है। इस मामले में,यह क्रिस्टल है कि एक निश्चित तापमान सीमा पर बेहतर कैलिब्रेट कर रहे हैं का उपयोग करने के लिए सबसे अच्छा हैडीटीसीएक्सओ और आरटीसी मॉड्यूल कॉम्पैक्ट डिजाइनों में अच्छा प्रदर्शन करते हैं और उच्च स्थिरता या कम बिजली की खपत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में भी फायदेमंद हो सकते हैं।

KHz क्रिस्टल और संबंधित मॉड्यूल
एप्सन बड़ी संख्या में केएचजेड क्रिस्टल, साथ ही डीटीसीएक्सओ और आरटीसी मॉड्यूल का उत्पादन करता है। इन उत्पादों में से कुछ और उनके विनिर्देश नीचे संक्षेप में पेश किए गए हैं।

FC3215AN श्रृंखला 32.768 kHz क्रिस्टल है जिसमें ESR 35 k Ω तक कम है और एक कॉम्पैक्ट पैकेज है, जो इसे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और अंतरिक्ष प्रतिबंधित अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।FC3215AN श्रृंखला विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए लागू है, जैसे वायरलेस मॉड्यूल, इंटरनेट ऑफ थिंग्स, चिकित्सा, औद्योगिक, सुरक्षा निगरानी उपकरण, स्मार्ट मीटर, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और कम बिजली वाले एमसीयू अनुप्रयोग।रेंज -40 ° से +105 ° C के साथ एक विस्तारित ऑपरेटिंग तापमान रेंज का समर्थन करता है.2 मिमी x 1.5 मिमी x 0.9 मिमी कैप्सुलेशन और मानक पिन असाइनमेंट।

FC2012AN श्रृंखला 32.768 kHz क्रिस्टल FC3215AN श्रृंखला विनिर्देशों के समान हैं, लेकिन छोटे 2.05 मिमी x 1.2 मिमी x 0.6 मिमी पैकेज और मानक पिन असाइनमेंट का उपयोग करते हैं। इसी तरह,क्रिस्टल की सीरीज FC2012SN (चित्र 2) विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जैसे कि पहनने योग्य उपकरण एमसीयू, और इंटरनेट ऑफ थिंग्स, चिकित्सा उपचार, उद्योग, सुरक्षा, स्मार्ट मीटर आदि के क्षेत्रों में वायरलेस मॉड्यूल।