F: Wie wählt man einen Quarz anhand des MCU-Datenblatts aus?

A: OCXOs sind für Anwendungen konzipiert, die eine hochstabile Frequenzreferenz und präzise Zeitsteuerung erfordern. Die OCXO-Produkte von SJK nutzen eine ofenkontrollierte Technologie, um den Quarzresonator vor externen Temperaturschwankungen zu schützen und so eine hohe Frequenzstabilität und ein geringes Phasenrauschen zu gewährleisten. Das SJK-OCXO-Sortiment deckt Ausgangsfrequenzen von 5 MHz bis 100 MHz ab, mit einer Frequenzgenauigkeit von bis zu ±3 ppb / ±10 ppb, je nach Produkt.

Zu den typischen Anwendungsbereichen von SJK gehören Basisstationskommunikationssysteme, Präzisionsmessgeräte, Satellitennavigationssysteme, hochpräzise Taktsynchronisationsnetze, Telekommunikationsinfrastruktur und Frequenznormale. OCXOs eignen sich daher besser für Systeme, bei denen Frequenzstabilität eine zentrale Rolle spielt, als für einfache Taktanwendungen. SJK bietet verschiedene Versorgungsspannungen, Gehäusevarianten und Ausgangsformate sowie kundenspezifische Frequenz- und Spezifikationslösungen für unterschiedliche Anforderungen an hochpräzise Zeitsteuerung.

A: Der Ansteuerpegel bezeichnet die Leistungsaufnahme eines Quarzes im Betrieb. Er ist ein wichtiger Parameter, da der Quarz innerhalb seines spezifizierten Ansteuerpegelbereichs arbeiten muss. Wird der empfohlene Grenzwert überschritten, kann der Quarz beschädigt werden oder seine Langzeitleistung beeinträchtigt werden. SJK legt die Anforderungen an den Ansteuerpegel für verschiedene Quarzprodukte entsprechend ihrer Bauart und ihrem Frequenzbereich fest.

Einige SMD-Quarzserien weisen eine typische Ansteuerleistung von 100 µW auf, während Quarze für die Automobilindustrie verschiedene Ansteuerleistungsoptionen wie 10 µW, 100 µW und 200 µW oder kundenspezifische Spezifikationen bieten. Bei der Quarzauswahl sollte daher neben der Frequenz, der Lastkapazität, dem ESR und weiteren Schaltungsparametern auch die Ansteuerleistung geprüft werden. SJK unterstützt zudem die Schaltungsabstimmung und Produktauswahl und hilft Kunden so, die passenden Quarzspezifikationen für ihre Designs zu ermitteln.

A: Ja. Für aktive Oszillatoren wird ein Entkopplungskondensator empfohlen, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten und Störungen im Umfeld des Oszillators zu reduzieren. Ein gängiger Wert ist 0,1 µF. Der Kondensator sollte möglichst nahe am VCC-Anschluss des Oszillators platziert werden. Durch die Nähe zum Versorgungsanschluss werden Störungen im Versorgungspfad minimiert und ein stabiler Oszillatorbetrieb unterstützt. Der Kondensator sollte bereits in der Schaltungsentwicklungsphase berücksichtigt und nicht erst nach Fertigstellung der Leiterplatte hinzugefügt werden. Die konkrete Stromversorgungsanordnung sollte zudem mit den elektrischen Spezifikationen des gewählten Oszillators und den Anforderungen der Zielschaltung abgeglichen werden.

Für Kunden, die an einer Neuentwicklung arbeiten oder eine bestehende Timing-Komponente ersetzen, bietet SJK technische Unterstützung bei der Komponentenauswahl und Schaltungsanpassung. So können Netzteil-Design, Komponentenspezifikationen und Anwendungsanforderungen im Auswahlprozess gemeinsam berücksichtigt werden. Bei Projekten mit spezifischen Schaltungsbedingungen unterstützt unser technisches Team Sie auch gerne bei der Bewertung der Eignung der ausgewählten Komponente vor der Serienproduktion.

A: Quarze verschiedener Hersteller sind austauschbar, sofern ihre wichtigsten elektrischen Parameter und Gehäuseanforderungen kompatibel sind. Insbesondere Frequenz, Lastkapazität (CL), äquivalenter Serienwiderstand (ESR) und Frequenztoleranz sollten bei der Auswahl eines Ersatzes berücksichtigt werden. Auch die Leiterplattenfläche und die Gehäusegröße müssen zum Design passen.

Kleinere Gehäuse können größere ersetzen, wenn die Leiterplattenfläche neu gestaltet wird. Unterschiede im ESR-Wert können jedoch eine Überprüfung der Ansteuerfähigkeit des Mikrocontrollers erforderlich machen. Bei Anwendungen mit höheren Zuverlässigkeitsanforderungen sollte die direkte Substitution validiert und nicht nur anhand der Nennfrequenz bestimmt werden. Unsere technische Unterstützung umfasst die Quarzauswahl, die Schaltungsanpassung und die Prüfung von Mustern. Dies hilft zu beurteilen, ob ein bestimmter Quarz für die Schaltung eines Kunden geeignet ist. Dieser Ansatz ermöglicht es, Ersatzentscheidungen auf Basis der tatsächlichen elektrischen und mechanischen Anforderungen und nicht allein der Frequenz zu treffen.

A: Ein „Weittemperatur“-Quarz ist ein Quarz, der so konstruiert ist, dass er im Vergleich zu handelsüblichen Standardprodukten über einen breiteren Betriebstemperaturbereich eine stabile Frequenzleistung aufweist. Im Produktportfolio von SJK sind verschiedene Temperaturklassen je nach Anwendungsanforderungen erhältlich.

Einige SMD-Quarzserien unterstützen Betriebstemperaturen von -20 °C bis +70 °C, wobei Optionen für -40 °C bis +85 °C verfügbar sind. Quarze in Automobilqualität decken sogar Betriebstemperaturen von -40 °C bis +125 °C ab. Diese erweiterten Temperaturbereiche eignen sich für Anwendungen unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise in der Automobil- und Industrieelektronik. SJK bietet zudem Quarze mit unterschiedlichen Frequenztoleranzen, Lastkapazitäten und Ansteuerpegeln an, sodass die Spezifikationen an verschiedene Schaltungsanforderungen angepasst werden können. Bei der Auswahl eines Quarzes für einen breiten Temperaturbereich sollten daher neben der Frequenzstabilität und anderen elektrischen Parametern auch der erforderliche Betriebsbereich berücksichtigt werden, um die Kompatibilität mit der Zielanwendung sicherzustellen.