Параметры кварцевых генераторов

Назначение генераторов

Кварцевый генератор – электронный прибор, состоящий из кварцевого резонатора и схемы генератора, который обеспечивает генерацию на выходе схемы периодического сигнала определенной формы на рабочей частоте. Температурно-частотная характеристика кварцевого генератора, в основном определяется характеристиками используемого кварцевого резонатора.

Тактовый кварцевый генератор – генератор, стабилизированный кварцем, формирующий на выходе периодический цифровой сигнал, предназначенный для управления логическими схемами.

Кварцевый генератор, управляемый напряжением (ГУН) – генератор, стабилизированный кварцем, частоту которого в определенных пределах можно изменить воздействием управляющего напряжения согласно определенной зависимости.

Термокомпенсированный кварцевый генератор – генератор, который имеет высокую температурную стабильность за счет аналогового или цифрового метода компенсации температурно-частотной характеристики кварцевого резонатора.

Термокомпенсированный кварцевый генератор, управляемый напряжением – термокомпенсированный кварцевый генератор, частоту которого в определенных пределах можно изменить воздействием управляющего напряжения согласно определенной зависимости.

Параметры частоты

Номинальная частота – частота F_н, указанная на маркировке или в документации на кварцевый генератор (измеряется в МГц или кГц).

Рабочая частота – реальная частота генератора F, измеренная в реальных условиях эксплуатации (климатических, механических и электрических). Обычно определен только допустимый диапазон изменения рабочей температуры.

Отклонение частоты в интервале рабочих температур – относительное отклонение рабочей частоты кварцевого генератора от номинальной частоты. Определяется по формуле (7). Учитывает все условия, влияющие на изменение частоты выходного сигнала.

   (7)

Параметры температуры

Диапазон рабочих температур – диапазон температур, для которого производитель гарантирует, что максимальное отклонение рабочей частоты от номинального значений не выходит за пределы заданного допуска.

Диапазон температур хранения – диапазон температур, в котором кварцевый генератор может находиться в режиме хранения (то есть, при отсутствии питающих напряжений). После окончания хранения генератора и обеспечения температуры в пределах рабочего диапазона (в течение некоторого отрезка времени), генератор формирует периодический сигнал на выходе, причем при этом будут гарантироваться все указанные производителем параметры.

Электрические параметры

Напряжение питания – входное напряжение, необходимое для работы генератора, заданное в вольтах (В).

Потребляемый ток – суммарный ток, потребляемый генератором, зависящий от напряжения питания и частоты, заданный, как правило, в миллиамперах (мА).

Логические уровни – в узком смысле, значения напряжений логической единицы и логического нуля сигналов на входе и выходе генератора. В широком смысле – совместимость входов и выходов генератора с определенными сериями логических схем (ТТЛ, КМОП, HCMOS ).

Нагрузка – применительно к логическим схемам серии КМОП – максимальная суммарная емкость нагрузки. Применительно к схемам серии ТТЛ – количество вентилей, которые можно подключить к выходу генератора (нагрузочная способность выхода).

Тристабильный выход – выход с третьим состоянием. Возможность выхода генератора находиться в рабочем состоянии с высоким выходным сопротивлением. Высокое выходное сопротивление эквивалентно размыканию связи между выходом и нагрузкой.

Симметричность – параметр, характеризующий отношение длительности единичного импульса к периоду сигнала, выраженное в процентах. Задается в виде отклонения от номинального (чаще всего 50%) значения – например ±10%.

Длительность фронтов - интервал, необходимый для нарастания (длительность переднего фронта) сигнала от 10 до 90% его максимальной амплитуды или спада (длительность заднего фронта) сигнала от 90 до 10% максимальной амплитуды.

Время запуска – время, измеренное с момента первоначальной подачи питания на генератор до момента установления стабильных колебаний с оговоренной точностью.

Время включения – Время, измеренное с момента подачи разрешающего сигнала на вход управления выходом (третьим состоянием) до момента установления стабильных колебаний с оговоренной точностью.

Специфические параметры генераторов, управляемых напряжением

Диапазон подстройки частоты – диапазон частот, в котором можно изменить частоту

генератора при помощи управляющего напряжения.

Линейность подстройки частоты – отношение приращения частоты выходного сигнала генератора от величины приращения управляющего напряжения (ppm/volt) в пределах заданного диапазона управляющего напряжения генератора. То есть, мера отклонения от идеальной (прямая линия) функции, которая обычно выражается как допустимая нелинейность в процентах.

Управляющее напряжение – диапазон напряжений, подаваемых на управляющий вход Гунна, обеспечивающий изменение частоты во всем диапазоне подстройки.