محصولات زمان بندی تقریباً همه جا وجود دارند و یک جزء مهم جامعه مدرن هستند. زمان بندی دقیق به دستگاه هایی مانند کریستال های کوارتز نیاز دارد که می توانند در فرکانس های دقیق نوسان کنند.همچنین مدارهای یکپارچه (IC) که دستگاه ها را کنترل می کنندماژول های ساعت گیره شده به طور معمول حاوی کریستال ها و IC های کنترل هستند. محدوده فرکانس مدار های نوسان دهنده الکترونیکی از kilohertz (kHz) تا megahertz (MHz) متفاوت است.
کریستال های KHz می توانند به طور جداگانه فروخته شوند یا در محصولات دیگر مانند نوسانگرهای کریستالی (CXO) ، نوسانگرهای کریستالی با تعویض دمای دیجیتال (DTCXO) و ساعت های زمان واقعی (RTC) ادغام شوند.
عوامل تعیین کننده انتخاب کریستال های kHz
هنگام انتخاب کریستال های کیلو هرتز برای برنامه ها، اندازه و فرکانس مورد نظر مهمترین ملاحظات هستند، اما پارامترهای دیگر نیز برای طراحی مدارهای مناسب بسیار مهم هستند.
این شامل:
تحمل فرکانس، ثبات و پیری
ظرفیت بار (CL)
مقاومت سری معادل (ESR)
سطح محرک (DL)
دمای کار
کریستال های KHz معمولاً الزامات مدارهای یکپارچه خاص برنامه (ASIC) را دارند که مقادیر پارامترهای مورد نیاز را لیست می کنند.اطلاعات ASIC می تواند یک نقطه شروع محکم برای طراحی مدار ارائه دهدروند کوچک شدن مدارهای الکترونیکی به این معنی است که طراحان باید به عوامل فوق توجه بیشتری داشته باشند.چون اندازه و بسته بندی متراکم اجزای می تواند بر ویژگی ها و عملکرد کریستال ها تأثیر بگذارد.با این حال، فرآیند تولید فوتولیتوگرافی تضمین می کند که کوچک سازی مدار های نوسان دهنده کریستال بر پارامترهای مورد نیاز برای عملکرد کارآمد آنها تأثیر نمی گذارد.
تحمل فرکانس، ثبات و پیری
اگرچه کریستال ها فرکانس های خاصی را مشخص می کنند، اما انحرافات فرکانس هنوز هم ممکن است به دلیل استرس در طول تولید یا تنش سطح در طول عملیات روزانه رخ دهد.انحراف فرکانس را می توان با ارزیابی سه پارامتر خلاصه کرد: تحمل فرکانس، ثبات فرکانس و پیری.
تحمل فرکانس به عنوان تفاوت بین فرکانس واقعی و فرکانس اسمی یک کریستال در 25 درجه سانتیگراد تعریف می شود.ثبات فرکانس به حداکثر تغییر فرکانس ناشی از دما در یک محدوده دمایی تنظیم شده اشاره دارد.برای بهبود دقت کریستال، استفاده از kHz XO توصیه می شود، که می تواند تغییرات فرکانس را با دمای (شکل 1) در نظر بگیرد و کالیبراسیون مربوطه را انجام دهد.بالاخره، پیری به تغییر فرکانس در طول زمان اشاره دارد. مهر و موم می تواند اثرات پیری را کاهش دهد، اما ممکن است اندازه را افزایش دهد.