Krystaly, Hradec Králové, a.s.
 

Názvy, definice, charakteristiky

Základní definice
   Krystalové jednotky jsou elektronické součástky používající se pro řízení a výběr (filtraci) kmitočtu v elektronických zařízeních. Z elektrického hlediska je krystalová jednotka reprezentována následujícím náhradním obvodem krystalového rezonátoru:

Ostatní pojmy a definice
Název Ref.symbol Definice
Dynamický odpor R1 [Ω] Sériový odpor v náhradním obvodu. Představuje energetické ztráty kmitů v rezonátoru.
Dynamická indukčnost L1 [mH] Sériová indukčnost v náhradním obvodu. Představuje setrvačnou hmotnost rezonátoru
Dynamická kapacita C1 [fF] Sériová kapacita v náhradním obvodu. Představuje pružnost rezonátoru.
Statická kapacita C0 [pF] Představuje chování rezonátoru jako kondenzátoru na kmitočtech mimo vlastní rezonanci.
Činitel jakosti Q Bezrozměrný parametr, charakterizující energetické ztráty v rezonátoru.
Poměr kapacit r Poměr statické a dynamické kapacity, který určuje některé charakteristické vlastnosti krystalové jednotky
Sériový rezonanční kmitočet fs [kHz, MHz] Kmitočet, na kterém vodivost dosahuje maxima.
Paralelní rezonanční kmitočet fp [kHz, MHz] Kmitočet, na kterém odpor dosahuje maxima.
Rezonanční kmitočet fr [kHz, MHz] Rezonanční kmitočet je nižší ze dvou kmitočtů samotné krystalové jednotky, při specifických podmínkách, kdy elektrická impedance krystalové jednotky je odporová
Anti-rezonanční kmitočet fa [kHz, MHz] Anti-rezonanční kmitočet je vyšší ze dvou kmitočtů samotné krystalové jednotky, při specifických podmínkách, kdy elektrická impedance krystalové jednotky je odporová
Pracovní kmitočet fW [kHz, MHz] Kmitočet, na kterém pracuje krystalová jednotka spolu s připojeným obvodem
Rezonanční kmitočet se zatěžovací kapacitou fL [kHz, MHz] Rezonanční kmitočet se zatěžovací kapacitou, při kterém elektrická impedance této kombinace je odporová.
Zatěžovací kapacita CL [pF] Skutečná vnější kapacita spojená s krystalovou jednotkou která určuje zatěžovací rezonanční kmitočet fL.
Zatěžovací rezonanční odpor RL [Ω, kΩ, MΩ] Odpor krystalové jednotky v sérii s vnější kapacitou na kmitočtu fL.
Dílčí posuv zatěžovacího rezonančního kmitočtu DL Relativní změna rezonančního kmitočtu způsobená připojením zatěžovací kapacity CL ke krystalové jednotce.
Rozladění
Dílčí změna kmitočtu, vyvolaná změnou zatěžovací kapacity z hodnoty CL1 na CL2.
Citlivost rozladění S Dílčí rozladění, vztažené na změnu zatěžovací kapacity o 1 pF při určené zatěžovací kapacitě CL.
Rozsah pracovních teplot [°C] Rozsah teplot, při kterých parametry krystalové jednotky musí být v určených tolerancích.
Rozsah mezních teplot [°C] Rozsah teplot, při kterých nedojde k trvalému poškození krystalové jednotky, ale parametry mohou být mimo určené tolerance.
Rozsah skladovacích teplot [°C] Minimální a maximální teplota, při kterých krystalová jednotka může být skladována bez poškození nebo zhoršení parametrů
Referenční teplota [°C] Teplota, při které se provádí ověřovací měření krystalu. Pro termostatované jednotky je referenční teplota uprostřed rozsahu termostatu. Pro netermostatované jednotky je referenční teplota obvykle 25°C ± 2°C
Tolerance kmitočtu [ ppm ] Maximálně přípustná odchylka pracovního kmitočtu způsobená určitou příčinou nebo kombinací příčin.
Úroveň buzení [ µW] Úroveň, při které se provádí měření krystalové jednotky. Může být vyjádřena procházejícím proudem nebo výkonem, rozptýleným v krystalovém prvku
Závislost na úrovni buzení ( DLD ) Jev změny rezonančního odporu nebo kmitočtu krystalové jednotky, vyvolané změnou úrovně buzení. Tento parametr může být specifikován definováním poměru odporu při dvou určených úrovních buzení nebo max. relativním odporem nebo změnou kmitočtu v daném rozsahu úrovně buzení.
Activity dip
Náhlá změna odporu R1
Frekvenční dip
Náhlá změna fL. Tato změna obvykle souvisí i se změnou R1 a je závislá na CL a úrovni buzení.
Hystereze
Hystereze je max. dílčí odchylka kmitočtu mezi dvěma měřeními kmitočtu krystalové jednotky při referenční teplotě (25 °C ± 3 °C) před a po průchodu přes celý rozsah pracovních teplot.
Dlouhodobá stabilita kmitočtu
(tzv. stárnutí)

Maximální přípustná změna rezonančního kmitočtu krystalové jednotky za definovanou dobu (obvykle rok) při konstantních vnějších podmínkách (teplota, úroveň buzení atd.)
Krátkodobá stabilita kmitočtu

Náhodné kolísání rezonančního kmitočtu krystalové jednotky v krátkých časových intervalech

Odkazy
Podrobnější informace o parametrech krystalových jednotek a jejich měření lze získat v následujících technických normách:
ČSN EN 60 122-1, Křemenné krystalové jednotky hodnocené jakosti - Část 1: Kmenová specifikace
ČSN EN 60 444-1 až 6, Měření parametrů křemenných krystalových jednotek
Informace o praktickém použití krystalových jednotek je popsáno například v
ČSN EN 60 679-1, Oscilátory hodnocené jakosti řízené křemenným krystalem


 
 
 

KRYSTALY 

Hradec Králové, a.s. 
Okružní 1144 
500 03 Hradec Králové 3 
Česká republika