簡単な技術資料
INDEX
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


発振回路の周波数測定 ( プローブ負荷による周波数変動のテスト )


下記の様な発振回路にて、水晶振動子の端子部分にて周波数を測定します。

増幅した先で測定すれば、発振周波数はプローブの負荷の影響はほとんど受けず、
実際回路での発振周波数に限りなく近い周波数を測定する事が出来ますが、実際基板では
振動子の端子部分でしか測定できない場合があります。


このプローブの負荷による周波数変動がどの程度になるかは、水晶振動子の周波数とパッケージ
に大きく依存します(厳密には内部水晶素板のサイズ、さらには電極面積に依存する)。
周波数が高いほど(基本波の範囲で)この変動は大きく、 またパッケージが大きいほど、また変動も
大きくなる傾向にあります。 負荷容量に対する周波数変化量 (ΔF/pF)に比例します。

以下に参考程度に 10MHz近辺 での <HC-49/U>パッケージのものと<HC-49U/S>パッケージのもの
の比較を行ってみました。


(周波数測定結果)
- 10 : 1 プローブ ( 13pF負荷)にて 100 : 1 プローブ ( 2.5pF負荷)にて
 パッケージタイプ  水晶端子  後段アンプの先 水晶端子  後段アンプの先 (ここを0とする)
 HC-49/U  @ 8.3 ppm 0.1ppm 2.1ppm 0
   〃     A 8.0 ppm 0.2ppm 2.1ppm 0
   〃     B 8.1ppm 0.1ppm 2.1ppm 0
   〃     C 6.0ppm 0.2ppm 1.4ppm 0
   〃     D 7.9ppm 0 2.3ppm 0
Average 7.66ppm 0.12ppm 2.0ppm -
 HC-49U/S  @ 5.1ppm 0 1.3ppm 0
   〃     A 5.9ppm 0.2ppm 1.6ppm 0
   〃     B 5.1ppm 0.1ppm 1.5ppm 0
   〃     C 5.4ppm 0.2ppm 1.5ppm 0
   〃     D 5.8ppm 0.1ppm 1.5ppm 0
Average 5.46ppm 0.12ppm 1.48ppm -

 この測定は室温(RT)での測定であり、厳密な温度管理のなされた状態のものでは無いので若干の測定差が生じています。ですのでAverage値にて傾向を把握します。100:1プローブでも若干の負荷変動の影響が出ているのが分かります。クロックの用途では問題にはならない程度の差違ですが、やや精度を必要とするものの場合には注意が必要です。また、非接触のためプローブ負荷の影響をほとんど受けない電流プローブを使用するのも一つの方法です。


(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発生したとしても一切の責任は
   負いかねますので予めご了解ください。


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