Do czego służą kryształy 12.000393 MHz?

24

Znalazłem je na www.digikey.com i najwyraźniej są wykonane przez różnych producentów, więc musi być dla nich jakiś użytek. Do czego są używane?

edytować
i dlaczego ? Modem 2400 bodów nie daje wyjaśnienia: kryształ 12 MHz jest do tego lepszy niż 12.000393 MHz.

Federico Russo
źródło
Istnieje wiele innych potencjalnie interesujących częstotliwości, takich jak 2.097152, 3.342336, 4.194304, 4.433619, 8.867238, 12.865625, 17.734475 itp. Być może pytanie może zostać rozszerzone o te (i może inne, za którymi tęskniłem).
Thorn
@Thorn: ale te nie mają bliskiej częstotliwości jako alternatywy. 12000393 ma tylko 33 ppm od 12 MHz, co może nawet zawierać się w granicach tolerancji.
Federico Russo,
Komentarz (teraz usunięty?) Na temat częstotliwości DTMF wydaje się być odpowiedni - oznacza to, że musisz utworzyć 8 częstotliwości dla DTMF i kolejnych 5 dla przesyłania danych (1070/1270/1800/2025/2225 Hz) i wszystkie z nich muszą wynosić 0,01% w ramach specyfikacji ...
hli
@FedericoRusso: W niektórych przypadkach może być konieczne posiadanie dwóch bliskich częstotliwości, ale upewnij się, że jedna z nich znajduje się powyżej drugiej. Na przykład rzeczywista szybkość modulacji danych w modemie 1200 bodów lub 2400 bodów jest nieco wyższa niż 1200 lub 2400 bodów; modem w razie potrzeby wstawi dodatkowe bity stopu podczas przesyłania danych z połączenia RS-232 o prędkości 1200 lub 2400 bodów do nieco szybszego modulatora danych. Mimo to szybkość modulacji danych modemu jest o ponad 33 ppm wyższa niż prędkość nominalna 1200 lub 2400 bodów.
supercat
@ hli - skomentowałem tę usuniętą odpowiedź, że błąd kryształu 12 MHz jest mniejszy niż 0,004%, co jest naprawdę znikome; te układy scalone DTMF korzystały z analogowych filtrów pasmowoprzepustowych, nie były nigdzie tak ważne, na pewno nie 0,01%, jak twierdzisz.
stevenvh

Odpowiedzi:

4

Edycja: Po powrocie do tego pytania około tydzień po oryginalnym poście jestem prawie pewien, że moja odpowiedź tutaj jest nieprawidłowa. Zobacz komentarze do dyskusji. Chociaż większość dyskusji jest poprawna, moje domniemanie w tej odpowiedzi na temat określania częstotliwości przez producentów wydaje się błędne . W szczególności częstotliwość jest podana przy dokładnie określonej wartości obciążenia C , a nie przy średniej częstotliwości, która może wynikać z zakresu dopuszczalnego obciążenia C_.


Kryształ w przeciwieństwie do oscylatora zależy od podanej przez użytkownika pojemności obciążenia w celu ustalenia jego częstotliwości oscylacyjnej:

Dodanie dodatkowej pojemności przez kryształ spowoduje przesunięcie równoległego rezonansu w dół. Można to wykorzystać do regulacji częstotliwości oscylacji kryształu. Producenci kryształów zwykle wycinają i przycinają kryształy, aby uzyskać określoną częstotliwość rezonansową ze znaną pojemnością „obciążenia” dodaną do kryształu. Na przykład kryształ przeznaczony do obciążenia 6 pF ma określoną częstotliwość równoległego rezonansu, gdy kondensator 6,0 pF jest umieszczony na nim. Bez tej pojemności częstotliwość rezonansowa jest wyższa.

Zakres tolerancji pojemności podanej przez użytkownika pojemności jest wyśrodkowany wokół wartości nominalnej pojemności. Zależność między pojemnością obciążenia a częstotliwością nie jest jednak liniowa:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

(Aby uzyskać dodatkowe informacje, patrz wykres na stronie 4 i dyskusja na stronie 3 )

Na ryc. 2

  • f to nominalna częstotliwość kryształów (w kolorze zielonym),
  • C_load to nominalna pojemność obciążenia (w kolorze zielonym), oraz
  • mini max(na czerwono) oznaczają minimalne i maksymalne zakresy tolerancji.

Wynikiem nieliniowości jest to, że częstotliwość na średnim zakresie tolerancji pojemności (linia fioletowa) nie odpowiada średniej zakresu tolerancji częstotliwości f.

Producenci zwykle definiują wartości nominalne komponentów jako średnią ich najwyższych i najniższych dopuszczalnych wartości na podstawie listy warunków. Podane warunki dla kryształu w tym przypadku to C_loadtolerancja +/-.

Względnie częstotliwość przy nominalnej pojemności obciążenia (linia fioletowa), najniższa dopuszczalna pojemność obciążenia C_load_minpowoduje wyższe przesunięcie częstotliwości w górę (do f_max) niż najwyższa dopuszczalna pojemność obciążenia C_load_maxpowoduje przesunięcie w dół (do f_min). Oznacza to, że wartość nominalna częstotliwości kryształu - fktóra jest zwyczajowo definiowana jako średnia najwyższych i najniższych częstotliwości - będzie nieznacznie wyższa niż częstotliwość, która powstanie, jeśli pojemność obciążenia jest dokładnie wartością nominalną obciążenia pojemność (fioletowa linia).

Ta nieco wyższa średnia częstotliwość pochodzi od liczb po przecinku przy częstotliwości nominalnej 12 000393 MHz.

alx9r
źródło
Zgodnie z tym częstotliwości kryształów nie powinny być w ogóle takie jak 12.000 MHz, 4.000 MHz, 10.000 MHz itd. Wszystkie powinny mieć częstotliwość 4.000123 MHz lub 10.000456 MHz.
stevenvh
Nadal nie rozumiem. Kiedy średnia częstotliwość, którą otrzymujesz, jest wyższa niż określona, ​​a chcesz mieć w większości przypadków określoną częstotliwość, czy wybrana częstotliwość kryształów powinna być niższa niż potrzebna? Jeśli chcę uzyskać 12,000000 MHz i mieć około 50ppm, czy nie powinienem używać kryształu 11,999800 MHz, aby mój zakres częstotliwości wynosił gdzieś między 11.999000 a 12.001000 MHz?
hli
Również wymagania częstotliwości dla wspomnianych powyżej chipów dają tę częstotliwość jako wymóg, gdy używany jest zewnętrzny oscylator. Wydaje się więc, że nie ma to związku z dokładnością częstotliwości.
hli
@ hli Masz rację i zadajesz inne pytanie: jakie jest znaczenie częstotliwości nominalnej określonej przez producentów? Czy częstotliwość 16 000312 MHz określona w danych RC224AT odnosi się do częstotliwości rezonansowej serii? Częstotliwość antyrezonansu? Czy też jest to równoległa częstotliwość rezonansowa przy określonej pojemności obciążenia. To pytanie jest tutaj .
alx9r
@ hli Zakładam, że odwołujesz się do arkusza danych RC224ATL. Ten arkusz danych określa kryształ 16 000312 MHz o pojemności obciążenia 56 pF +/- 5%. Nie określa maksymalnej ani minimalnej częstotliwości wejściowej dla XTLI.
alx9r
2

Wydaje się, że jest używany w starych modemach (wydaje się, że do 2400 bodów). Znalazłem kilka linków opisujących zawartość starych modemów 2400 bodów i wszystkie one zawierają taki kryształ jako komponent. Ale niestety do tej pory nie znalazłem obwodu.

Ale nie widzę, jaką częstotliwość docelową może stworzyć, której nie potrafi kryształ 12 MHz (w końcu 12 MHz podzielone przez 5000 to dokładnie 2400). Myślę, że przyczyny są gdzieś zakopane w starożytnych standardach modemu (V.22bis i wcześniejszych), ale do tego potrzebujesz kogoś, kto zna je na pamięć ...

hli
źródło
1

Nie wiem, dlaczego taka dziwna częstotliwość jest wymagana, ale są one np. Używane do sterowania zintegrowanym modemem Rockwell RC224AT ​​/ 1.

jarnbjo
źródło
Cóż, DSP może stać się dziwny. Jeśli ma to coś wspólnego z funkcjami Bessela, odpowiedź nie zostanie wysłana przeze mnie :)
gbarry
1

Raport awarii:

Tak blisko, pomyślałem, ale nadal nie ma ciasteczka :-)

Tutaj dostępna jest ręczna i faktycznie czytelna wersja tego obwodu, ale wciąż nie ma prawdziwej wskazówki. Należy pamiętać, że kryształ MOŻE działać w trzecim (lub innym) trybie tonacji.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Russell McMahon
źródło
Nie wydaje się to odpowiedzią, ale zastanowienie się, jak powiedzieć chipowi modemu, że ma on kryształ o częstotliwości 12.000393 MHz zamiast 16.000312 MHz, może doprowadzić do odkrycia. Gdyby to był film, miałby miejsce wytropienie faceta, który go zaprojektował ...
Chris Stratton
@Chris - nie jest odpowiedzią, ale potwierdza trend innych odpowiedzi (w tym twojej usuniętej): to wyraźnie rzecz modemu!
stevenvh
Arkusz danych RC224AT ma tego na stronie 2-12. Dla każdej prędkości transmisji generator prędkości jest odpowiednio zaprogramowany. Zastosowano częstotliwość podstawową 115200 Hz, więc w przypadku kryształu 12 MHz zamiast dzielnika 48 dla 2400 bodów należy zastosować dzielnik 36.
hli
@ChrisStratton - „To nie wydaje się ...” -> Dlatego zatytułowane jest „Raport o awarii”. Cel miał być użyteczny. Dodałem go, ponieważ stanowi on uzupełnienie dotychczasowego zasobu wiedzy, pokazuje, gdzie w typowym obwodzie używany jest taki xtal i zapewnia kompletny komercyjny obwód modemu wykorzystujący jeden. Nieco pasuje do komentarza. Jasne, mógłbym pominąć obraz, ale informuje wystarczająco dobrze ludzi bez konieczności kopania. i in. Cokolwiek.
Russell McMahon
Ponieważ istnieje wiele innych implementacji modemów (nawet dla tych samych standardów Vx), które wykorzystują odpowiednie częstotliwości (czyli z dzielnikami liczb całkowitych do pożądanych częstotliwości), myślę, że ma to więcej wspólnego z faktyczną implementacją, zamiast być ogólnym wymogiem . Być może wymaga to, aby sygnał zegara był nieco niezsynchronizowany z przetwarzanymi sygnałami (np. Synchronizujesz na ramce początkowej, a gdy nadejdzie kolejna ramka początkowa, jesteś w środku okresu zegarowego, a nie na zegarze Brzeg). Ale to także tylko przypuszczenie.
hli
0

Odpowiedź wydaje się nudna: są ustawione na te konkretne częstotliwości, aby zapewnić, że są> = 12.000000 MHz w całym zakresie temperatur.

Myforwik
źródło
1
Dlaczego miałoby to być konieczne? Czy nie byłoby lepiej mieć tolerancje plus i minus, aby maksymalne odchylenie było mniejsze?
Federico Russo,