32 kHz क्रिस्टल के लिए लोड हो रहा है कैपेसिटर वैल्यू का चयन करना

मुझे एक डिजाइन में एक 32.768 kHz XTAL के लिए लोडिंग कैपेसिटर का चयन करने में कुछ मदद की ज़रूरत है जो मैं काम कर रहा हूं।

यह थोड़ा लंबा है, लेकिन बड़े प्रश्न हैं: क्या लोडिंग कैप वैल्यू को सही तरीके से प्राप्त करना महत्वपूर्ण है, और यह निर्धारित करने के लिए निशान के परजीवी समाई और कितना महत्वपूर्ण होगा।

मेरा उपकरण TI CC1111 SoC का उपयोग करता है , और TI से उपलब्ध USB डोंगल के लिए एक संदर्भ डिजाइन पर आधारित है । CC1111 को 48 मेगाहर्ट्ज हाई-स्पीड (HS) थरथरानवाला और 32 kHz कम गति (LS) थरथरानवाला दोनों की आवश्यकता होती है। संदर्भ डिजाइन एचएस थरथरानवाला के लिए एक क्रिस्टल, और एलएस थरथरानवाला के लिए एक आंतरिक आरसी सर्किट का उपयोग करता है। हालांकि, बेहतर सटीकता के लिए CC11111 को 32.768 kHz क्रिस्टल ऑसिलेटर के लिए जोड़ा जा सकता है, जिसकी मुझे आवश्यकता है।

CC1111 डेटाशीट लोडिंग कैपेसिटर के लिए मान चुनने के लिए एक सूत्र (पृष्ठ 36) प्रदान करता है। एक संन्यास की जांच के रूप में, मैंने उस सूत्र का उपयोग संदर्भ डिजाइन में 48 मेगाहर्ट्ज xtal के साथ उपयोग किए गए कैप के लिए मूल्यों की गणना करने के लिए किया। मुझे लगा कि मुझे लगभग वही संख्याएँ मिलनी चाहिए जो वास्तव में डिज़ाइन में उपयोग की जाती हैं। लेकिन मैं जिन कैपेसिटेंस वैल्यू के साथ आता हूं, वे टीआई द्वारा इस्तेमाल किए जाने वाले मैच से मेल नहीं खाते हैं, इसलिए मैं थोड़ा चिंतित हूं।

मेरी sleuthing का विवरण नीचे हैं, लेकिन सारांश में, 48 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल के डेटापत्रक यह एक 18pF लोड समाई की आवश्यकता है कहते हैं। संदर्भ डिजाइन में उपयोग किए जाने वाले दो लोड कैपेसिटर दोनों 22 पीएफ हैं। लोड कैपेसिटर ( और ) के मानों के लिए xtal के लीड में देखे गए लोड समाई से संबंधित CC1111 डेटाशीट फॉर्मूला $C_a$ $C_b$

C_{l o a d} = \frac{1}{\frac{1}{C_{a}} + \frac{1}{C_{b}}} + C_{p a r a s i t i c}

$C_{load} = \frac{1}{\frac{1}{C_a} + \frac{1}{C_b}} + C_{parasitic}$

लिए 18 pF और और लिए 22 pF में , इसका मतलब 7 pF होना चाहिए। हालांकि, डेटाशीट का कहना है कि यह वलस आमतौर पर 2.5 पीएफ है। यदि मैंने इस सलाह का उपयोग किया था, तो मैं = = 31 pF के साथ हवा करूँगा , और 22 pF नहीं जैसा कि वास्तव में संदर्भ डिज़ाइन में उपयोग किया गया है। $C_{load}$ $C_a$ $C_b$ $C_{parasitic}$ $C_a$ $C_b$

वैकल्पिक रूप से, TI आवेदन नोट AN100 के अनुसार ,

C_{l o a d} = \frac{C_{1}^{'} \times C_{2}^{'}}{C_{1}^{'} + C_{2}^{'}},

$C_{load} = \frac{C_1' \times C_2'}{C_1' + C_2'},$

जहाँ " में समाई का , पीसीबी ट्रेस में परजीवी समाई और क्रिस्टल के टर्मिनल में समाई है। बाद वाले दो भागों का योग आम तौर पर 2 - 8 pF की सीमा में होगा।" $C_x'$ $C_x$

यदि = = 22 pF, आपको = 2 * 18 pF = 36 pF मिलता है, ताकि प्रत्येक ट्रेस + टर्मिनल से जुड़ी परजीवी समाई 36pF - 22pF = 14 pF हो, जो 2 से बाहर है - 8 pF श्रेणी AN100 में उद्धृत। $C_1$ $C_2$ $C_1'$

मैं यह सब इसलिए पूछ रहा हूं क्योंकि मुझे चिंता है कि अगर मैं गलत लोडिंग कैपेसिटर मान चुनता हूं, तो यह या तो काम नहीं करेगा, या आवृत्ति गलत होगी। लोडिंग कैप वैल्यू में इस प्रकार के क्रिस्टल कितने संवेदनशील होते हैं?

मेरी नींद का विवरण:

Partlist.rep (BOM) से संदर्भ डिज़ाइन ज़िप फ़ाइल में शामिल, क्रिस्टल (X2) और दो लोड कैपेसिटर जिसमें यह जुड़ा हुआ है (C203, C214) हैं:

X2   Crystal, ceramic SMD    4x2.5mX_48.000/20/35/20/18
C203 Capacitor 0402 C_22P_0402_NP0_J_50
C214 Capacitor 0402 C_22P_0402_NP0_J_50

तो लोड कैपेसिटर प्रत्येक में 22 पीएफ का मान है। संबंधित उपकरण के लिए पिछले TI E2E फोरम प्रश्न के उत्तर पर आधारित क्रिस्टल, यह हिस्सा है:

Name: X_48.000/20/35/20/18
Descr.: Crystal, ceramic SMD, 4x2.5mm, +/-20ppm 48MHZ
Manf.: Abracon
Part #:  ABM8-48.000MHz-B2-T
Supplier: Mouser
Ordering Code: 815-ABM8-48-B2-T

18 pF मान ABM8-48.000MHz-B2-T के लिए डेटशीट से आता है ।

आपकी सहायता के लिए धन्यवाद।

microcontroller capacitor crystal

— डेविड
स्रोत

जवाबों:

सबसे अधिक संभावना है कि TI द्वारा उपयोग किए जाने वाले 22pF मान एक समझौता (लागत / उपलब्धता) हैं। क्रिस्टल आम तौर पर कुछ पीएफ प्लस या परिकलित मूल्य को घटा सकता है। मुझे लगता है कि कुछ अनुभवजन्य परीक्षण करीब मूल्य के बजाय 22pF का उपयोग करने के निर्णय में चला गया, या शायद 22pF पहले ही BOM पर था।

अंततः, यहां तक कि गणना क्या है जैसे डेटशीट में आवारा समाई 'गेसस्टिमेशन' पर आधारित है। आपको जो भी कैपेसिटर मूल्य आपके साथ आता है उसका परीक्षण करना होगा और यह सुनिश्चित करना होगा कि यह आपके अंतिम उत्पाद में काम करता है।

इसके अलावा, C1111 डेटाशीट का पेज 20 जिसे आपने 12-18pF से जोड़ा है, 32.768 मिलियनHz क्रिस्टल के लिए उपयोग करने की सीमा है। आपकी माइलेज भिन्न हो सकती है।

ध्यान रखने वाली सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि संधारित्र को एक उपयुक्त ढांकता हुआ पदार्थ (जो कि अत्यधिक तापमान पर निर्भर नहीं है, जैसे कि NP0 / C0G) के साथ तंग सहिष्णुता होनी चाहिए।

आगे पढ़ने: यहाँ क्रिस्टल और कैपेसिटर कैसे बातचीत के विषय की एक अच्छी व्याख्या के लिए एक कड़ी है ।

— एडम लॉरेंस
स्रोत

धन्यवाद। वे डेटाशीट में Epson MC-306 32.768 kHz क्रिस्टल की सिफारिश करते हैं, और मैं 12.5 pF संस्करण का ऑर्डर करने की योजना बना रहा हूं। तकनीकी नोट के लिए धन्यवाद, मैं इसे पढ़ूंगा। जब से मैंने यह भी पाया है, TI से: ti.com/lit/an/slaa322b/slaa322b.pdf । इसलिए अगर मैं गलत नहीं हूं, तो मैं अपने प्रोटोटाइप पीसीबी को फैब हाउस से वापस लाऊंगा, देखें कि क्या यह काम करता है, और यदि नहीं, तो क्या? यह महंगा लगता है। : ^ (

— डेविड

एक और सवाल: +/- 2% ठीक है? डेटाशीट "मुराता GRM1555C" श्रृंखला की सिफारिश करती है। मैं इन्हें +/- 2% सहिष्णुता में पा सकता हूं, लेकिन किसी को भी +/- 1% विविधता (यानी GRM1555C1E200FA01, जहां 'F' 1% सहिष्णुता के लिए है, और 'G' 2% सहिष्णुता का संकेत देगा) ।

— डेविड

5% सहिष्णुता से बेहतर कुछ भी सहायक होगा।

— एडम लॉरेंस

NP0 का उपयोग करें ... या NP0 का उपयोग न करें?

— परेशानी।।

मैं इस एप्लिकेशन में NP0 का उपयोग नहीं करूंगा।

— एडम लॉरेंस

यदि आप एक लंबी अवधि में सटीक समय रखने की कोशिश कर रहे हैं, तो आप शायद किसी तरह सिस्टम को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होगी, क्योंकि आमतौर पर इन क्रिस्टल के लिए 20ppm प्रारंभिक सटीकता आमतौर पर आपको एक वर्ष में 15 मिनट की त्रुटि देगी। यहां तक कि कैपेसिटर, क्रिस्टल टेम्पो (विशाल) और क्रिस्टल बहाव को देखते हुए। कुछ PIC प्रोसेसर में एक अंशांकन प्रणाली होती है जो त्रुटि के कुछ सौ पीपीएम के लिए क्षतिपूर्ति कर सकती है, लेकिन आपको इसे उपयोग के दौरान उत्पादन या ऑन-द-फ्लाई में कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है। यदि आपका सिस्टम 25 temperatureC से कुछ डिग्री अधिक संचालित होगा, तो क्रिस्टल का रनटाइम तापमान मुआवजा महत्वपूर्ण है। बड़ी तस्वीर में, संधारित्र स्थिरता आमतौर पर प्रारंभिक सहिष्णुता की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है।

— जूलिया ट्रूचेस
स्रोत