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 簡単な技術資料
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標準的なインバーター水晶発振回路
発振余裕度(負性抵抗)の確認
負荷容量 と負性抵抗の関係
負荷容量と周波数の関係
基板上での周波数測定について
時計用水晶振動子の温度特性
SPXOの温度特性
水晶振動子・仕様の用語の簡単な解説
負荷容量とは?
 ★ 水晶振動子の負荷容量とは・・・・・

 水晶振動子は仕様に記載されている負荷容量で周波数がセンターになるように
 調整して生産されます。それが水晶振動子の仕様の『負荷容量』になります。


 水晶振動子からみた回路上の合成容量とのマッチングが取れていれば、規格通りの
 周波数精度で発振動作します。
逆にマッチングが合っていない場合には周波数が
 ずれて発振します。

  → 回路マッチング調査の例はこちら

  左図は水晶振動子の共振波形の例です。

左下の矢印の部分(位相が反転しインピーダンスが最も小さくなっている部分)で発振します。
この共振点は容量が加わると容量に応じて変化します。
   負荷容量は水晶振動子単体測定の場合は左図の追加容量になります。
『追加容量』の部分が負荷容量に相当します。


π治具はJISで規定されている専用の測定回路です。
 ・同じ水晶振動子で追加容量を変えた場合
 
同じ水晶振動子で追加容量(=負荷容量)を変えると、共振点そのものが変わります。わずかに共振抵抗も変わります。

水晶振動子メーカーは仕様値での負荷容量値で周波数がセンターになるように生産します。

水晶振動子もLCRの共振体なのでインダクタにCを加えると共振点が下がるのと同様に負荷する容量で周波数が変化します。


左図では16MHzの振動子で12pF→16pFで約100Hz共振点が移動しているのが分かります。



 
※ 以下は実際に負荷容量が違っている場合にどれくらい
  周波数がずれるかの参考例です。

実測例 <HC-49U/S-SMD 16.000MHz 負荷容量:16pF> n=3
 No. 負荷容量
10pF時 
 負荷容量
12pF時 
 負荷容量
14pF時 
負荷容量
16pF時  
 1  +145.7ppm +87.6ppm  +41.7ppm  +7.4ppm 
 2  +118.5ppm +61.3ppm +19.6ppm  -14.6ppm 
 3  +130.3ppm +75.8ppm  +36.4ppm  +0.9ppm 


 
 ※ 負荷される容量が増えると周波数が下がり、逆に下がると周波数が上がります。

 ※ 例 ・負荷容量:12pF でちょうど周波数センターになる回路で、
      ・負荷容量:16pF の水晶振動子を使用した場合

   この組み合わせで使用すると上記の例 (HC-49U/S-SMD 16MHz) の場合では
   80~90ppm程度 周波数がプラス側にずれてしまうことになります。


 ※ 生産中止などにより他社品からの置き換えをご検討される際には、負荷容量に
   ご注意下さい。

 


  → 回路マッチング調査の例はこちら



(注) このページ内のデータ数値はあくまで目安になるものとしての値を提示しています。
   このデータをもとに弊社の関与しないところで設計等された場合に何らかのトラブルが
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