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IQD石英晶体LFXTAL051643REEL计时

来源：http://konuaer.net 作者：康华尔电子 2024年04月16

IQD石英晶体LFXTAL051643REEL计时
自推出以来，32.768kHz微型手表水晶已成为有史以来最受欢迎的计时基准。本应用说明旨在为石英晶体在计时应用中的使用提供一些指导。
在几乎所有情况下，出于方便和成本的考虑，设计者都希望将简单的逻辑门振荡器用于该应用。通常应用于这种类型的设计的标准是，它应该准确、低成本和低功耗。使用手表晶体和CMOS逻辑可以满足所有这些标准
在CMOS振荡器电路中，功耗随着频率的增加而增加，因此将操作频率降低到最小是有意义的；这就是选择32.768kHz的原因。降低CMOS电路中功耗的第二种方法是减小被驱动的任何负载的大小。部分是因为这个原因，手表晶体石英晶振被设计为通常在12.5pF的负载下工作，而不是更常见的20或30pF。它还与以下方面有关：（a）除非使用低晶体负载电容，否则所使用的CMOS类型在手表中使用的低电压下会耗尽蒸汽；（b）以保持晶体驱动电平低同时保持足够的反相器输入电压，以及（c）允许使用非常小的微调电容器同时仍然提供必要的微调范围。

CMOS反相器振荡器的基本要求可以通过单个栅极和少数其他部件来满足，以提供偏置和反馈。图1显示了这种类型的典型电路。贴片晶振石英晶体所看到的负载电容是Cout和Cin与包括逻辑门输入和输出引脚电容在内的任何电路杂散的串联组合。图1中使用的分量值工作良好，并与Saunders 140晶体阻抗计的测量测试结果具有良好的相关性。晶体的表观负载电容为：

Cout=栅极输出电容器Cin=栅极输入电容器
这给出了6.9pF负载的数字。这远低于所需的12.5pF的数字，然而逻辑门的输入和输出引脚都存在可观的负载。这些附加值需要添加到6.9pF中。这些负载通常为每个引脚3pF到4pF的数量级，但也可以高达10pF，这也取决于所使用的逻辑系列。这些额外的负载与电路中的任何杂散电容加起来应该达到大约12.5pF。

如果需要可微调振荡器，22pF输出电容器可以由与2pF到22pF微调器并联的固定10pF电容器代替。为了获得最佳效果，应使用NPO、COG或类似的低温系数电介质电容器以获得最佳稳定性
对于这样的振荡器，一个经常表达的要求是紧密公差，通常是在不提供微调器的布局中。除了电容器容差的影响之外，必须认识到，由于它们的值较低，可归因于IC的稍微可变的阻抗将导致稍微不确定的相移，从而导致振荡频率。因此，如果需要优于±50ppm的精度，无论实际晶体公差如何，强烈建议使用微调器。
另一个重要的影响是由于温度的变化。石英晶振厂家的1MHz以下的手表晶体和其他类似类型具有抛物线频率温度特性，设计周转温度为25°C（见图3）。翻转温度和抛物线曲率常数的公差，通常分别为±3°C和0.038 ppm/°C2，意味着只能在有限的温度范围内保持紧密的公差。当然，这在手表中没有什么影响，因为在使用中，它保持在接近晶体的翻转温度，但如果需要大于0至50°C的工作温度范围，这可能会使选择这种类型的晶体的成本效益低于AT切割单元。
4.194304MHz（32.768kHz x 27）AT切割晶体的类似电路如图2所示。C3和C4旨在促进在12pF的标准时钟晶体负载下校准的晶体的精确频率微调。如果不需要微调，则用18pF或22pF固定单元替换这些电容器（选择导致振荡最接近标称频率的值），或者完全省略它们，并指定在30pF负载下校准的晶体。

制造商零件编码	进口晶振	系列	描述	频率
LFXTAL059597REEL	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD	32 MHz
LFXTAL081613REEL	IQD晶振	IQXC-26	CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD	32 MHz
LFXTAL073170REEL	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD	32 MHz
LFXTAL069526REEL	IQD晶振	IQXC-26	CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD	32 MHz
LFXTAL082129REEL	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 32.0000MHZ 8PF SMD	32 MHz
LFXTAL059596REEL	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 30.0000MHZ 10PF SMD	30 MHz
LFXTAL051643REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL071262REEL	IQD晶振	IQXC-42 AUTO	CRYSTAL 32.0000MHZ 10PF SMD	32 MHz
LFXTAL050789REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL081612REEL	IQD晶振	IQXC-26	CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD	30 MHz
LFXTAL066198REEL	IQD晶振	IQXC-90	CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL073264REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 6PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL059461REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL082128REEL	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD	30 MHz
LFXTAL062558REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL065455REEL	IQD晶振	IQXC-25	CRYSTAL 32.7680KHZ 6PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL066431REEL	IQD晶振	IQXC-90	CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL065253REEL	IQD晶振	IQXC-90	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	32.768 kHz
LFXTAL082128RL3K	IQD晶振	IQXC-42	CRYSTAL 30.0000MHZ 8PF SMD	30 MHz

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