À quoi servent les cristaux 12.000393 MHz?

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Je les ai trouvés sur www.digikey.com , et ils sont apparemment fabriqués par différents fabricants, donc il doit y avoir une certaine utilité pour eux. Pour quoi sont-ils utilisés?

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et pourquoi ? Le modem 2400 bauds ne propose pas d'explication: un cristal 12 Mhz est mieux pour cela que le 12.000393 Mhz.

frequency crystal Federico Russo
la source
Il existe de nombreuses autres fréquences potentiellement intéressantes telles que 2.097152, 3.342336, 4.194304, 4.433619, 8.867238, 12.865625, 17.734475, etc. Peut-être que la question pourrait être étendue pour inclure celles-ci (et peut-être d'autres que j'ai manquées).
Thorn
@Thorn: mais ceux-ci n'ont pas une fréquence proche comme alternative. Le 12000393 n'est qu'à 33 ppm de 12 MHz, ce qui peut même être dans les tolérances.
Federico Russo
Le commentaire (maintenant supprimé?) Sur les fréquences DTMF semble un bon ajustement - cela signifie que vous devez créer 8 fréquences pour DTMF, et 5 autres pour le transfert de données (1070/1270/1800/2025/2225 Hz), et toutes doivent être de 0,01% dans les spécifications ...
hli
@FedericoRusso: Dans certains cas, il peut être nécessaire d'avoir deux fréquences proches, mais assurez-vous que l'une d'entre elles est au-dessus de l'autre. Par exemple, le taux de modulation des données réel sur un modem à 1 200 bauds ou 2 400 bauds est légèrement supérieur à 1 200 ou 2 400 bauds; le modem insérera des bits d'arrêt supplémentaires si nécessaire lors du transfert de données de la connexion RS-232 1200 ou 2400 bauds vers le modulateur de données légèrement plus rapide. Pourtant, le taux de modulation des données du modem est supérieur de 33 ppm au taux nominal de 1 200 ou 2 400 bauds.
supercat
@hli - J'ai commenté cette réponse supprimée que l'erreur d'un cristal à 12 MHz est inférieure à 0,004%, ce qui est vraiment négligeable; ces circuits intégrés DTMF utilisaient des filtres passe-bande analogiques, ils n'étaient nulle part aussi critiques, certainement pas les 0,01% que vous prétendez.
stevenvh

Réponses:

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Edit: Après être revenu à cette question une semaine ou deux après le message d'origine, je suis presque sûr que ma réponse ici est incorrecte. Veuillez consulter les commentaires pour la discussion. Bien que la majeure partie de la discussion soit correcte, ma présomption dans cette réponse sur la façon dont la fréquence est spécifiée par les fabricants semble incorrecte . En particulier, la fréquence est spécifiée à la valeur exacte spécifiée de charge C , et non à la fréquence moyenne qui peut résulter de la plage de charge C tolérable.

Un cristal contrairement à un oscillateur dépend de la capacité de charge fournie par l'utilisateur pour déterminer sa fréquence d'oscillation:

L'ajout d'une capacité supplémentaire à travers un cristal provoquera un déplacement vers le bas de la résonance parallèle. Cela peut être utilisé pour régler la fréquence à laquelle un cristal oscille. Les fabricants de cristal coupent et règlent normalement leurs cristaux pour avoir une fréquence de résonance spécifiée avec une capacité de «charge» connue ajoutée au cristal. Par exemple, un cristal destiné à une charge de 6 pF a sa fréquence de résonance parallèle spécifiée lorsqu'un condensateur de 6,0 pF est placé à travers lui. Sans cette capacité, la fréquence de résonance est plus élevée.

La plage de tolérance de capacité de la capacité fournie par l'utilisateur est centrée autour de la valeur nominale de la capacité. Cependant, la relation entre la capacité de charge et la fréquence n'est pas linéaire:

entrez la description de l'image ici

(Pour des informations générales, voir le graphique à la page 4 et la discussion à la page 3 )

Dans la figure 2,

  • f est la fréquence nominale du cristal (en vert),
  • C_load est la capacité de charge nominale (en vert), et
  • minet max(en rouge) indiquent les plages de tolérance minimales et maximales.

Le résultat de la non-linéarité est que la fréquence à la moyenne de la plage de tolérance de la capacité (la ligne violette) ne correspond pas à la moyenne de la plage de tolérance de fréquence f.

Il est classique pour les fabricants de définir les valeurs nominales des composants comme étant la moyenne de leurs valeurs tolérables les plus élevées et les plus basses, compte tenu d'une liste de conditions. Les conditions données pour le cristal dans ce cas sont C_load+/- tolérance.

Par rapport à la fréquence à la capacité de charge nominale (la ligne violette), la capacité de charge tolérable la plus faible C_load_minentraîne un décalage de fréquence plus élevé vers le haut (vers f_max) que la capacité de charge tolérable la plus élevée C_load_maxprovoque un décalage vers le bas (vers f_min). Cela signifie que la valeur nominale de la fréquence du cristal f- qui est définie par convention comme la moyenne des fréquences les plus élevées et les plus basses - sera légèrement supérieure à la fréquence qui en résulte si la capacité de charge est exactement la valeur nominale de la charge capacité (la ligne violette).

Cette fréquence moyenne légèrement plus élevée est celle d'où proviennent les nombres après la virgule décimale dans la fréquence nominale de 12.000393 MHz.

alx9r
la source
Selon cela, il ne devrait pas y avoir de fréquences de cristal comme 12.000 MHz, 4.000 MHz, 10.000 MHz, etc. Ils doivent tous être 4.000123 MHz ou 10.000456 MHz.
stevenvh
Je ne comprends toujours pas. Lorsque la fréquence moyenne que vous obtenez est supérieure à celle spécifiée, et que vous souhaitez avoir, dans la plupart des cas, la fréquence spécifiée, la fréquence de cristal choisie doit-elle être inférieure à celle dont vous avez besoin? Si je veux obtenir 12,000000 MHz et être à environ 50 ppm, ne devrais-je pas utiliser un cristal 11,999800 MHz, de sorte que ma plage de fréquence se situe entre 11,999000 et 12,001000 MHz?
hli
De même, les exigences de fréquence des puces mentionnées ci-dessus donnent également cette fréquence comme exigence lorsqu'un oscillateur externe est utilisé. Cela ne semble donc pas avoir à voir avec la précision des fréquences.
hli
@hli Vous soulevez un bon point et posez une toute autre question: quelle est la signification de la fréquence nominale spécifiée par les fabricants? La fréquence 16.000312 MHz spécifiée sur les données RC224AT ​​fait-elle référence à la fréquence de résonance de la série? La fréquence d'antirésonance? Ou est-ce la fréquence de résonance parallèle étant donné une capacité de charge particulière. Cette question est ici .
alx9r
@hli Je suppose que vous faites référence à la fiche technique du RC224ATL. Cette fiche technique spécifie un cristal 16.000312 MHz avec une capacité de charge de 56 pF +/- 5%. Il ne spécifie pas de fréquence d'entrée maximale ou minimale pour XTLI.
alx9r
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Il semble être utilisé dans les anciens modems (jusqu'à 2400 bauds semble-t-il). J'ai trouvé plusieurs liens décrivant le contenu des anciens modems 2400 bauds, et ils répertorient tous un tel cristal comme composant. Mais malheureusement, je n'ai pas trouvé de circuit jusqu'à présent.

Mais je ne vois pas quelle fréquence cible il peut créer, ce qu'un cristal de 12 MHz ne peut pas (après tout, 12 MHz divisé par 5000 est exactement 2400). Je pense que les raisons sont quelque part enfouies dans les anciennes normes de modem (V.22bis et antérieures), mais pour cela, vous avez besoin de quelqu'un qui les connaît par cœur ...

hli
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Je ne sais pas pourquoi une fréquence aussi étrange est requise, mais ils sont par exemple utilisés pour piloter la puce de modem intégrée Rockwell RC224AT ​​/ 1.

jarnbjo
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Eh bien, DSP peut devenir bizarre. Si cela a quelque chose à voir avec les fonctions de Bessel, la réponse ne sera pas publiée par moi :)
gbarry
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Rapport d'échec:

Si près, pensais-je, mais toujours pas de cookie :-)

Version manuelle et réellement lisible de ce circuit ici mais toujours aucun indice réel. Notez que le cristal PEUT être utilisé en 3ème (ou autre) mode de tonalité.

entrez la description de l'image ici

Russell McMahon
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Cela ne semble pas être une réponse, mais découvrir comment vous dites à la puce du modem qu'elle a un cristal de 12 000393 MHz au lieu de 16 000312 MHz pourrait conduire à une découverte. S'il s'agissait d'un film, il y aurait une quête pour retrouver le gars qui l'a conçu ...
Chris Stratton
@Chris - Pas une réponse, mais cela confirme la tendance des autres réponses (y compris la votre supprimée): c'est clairement une chose moderne!
stevenvh
La fiche technique du RC224AT présente ceci à la page 2-12. Pour chaque débit en bauds, le générateur de débit en bauds est programmé en conséquence. Une fréquence de base de 115200Hz est utilisée, donc avec le cristal 12MHz, au lieu d'un diviseur de 48 pour 2400 bauds, un diviseur de 36 doit être utilisé.
hli
@ChrisStratton - "Cela ne semble pas ..." -> C'est pourquoi il est intitulé "Rapport d'échec". Le but était d'être utile. Je l'ai ajouté car il ajoute à l'ensemble des connaissances jusqu'à présent, montre où dans un circuit typique un tel xtal est utilisé et fournit un circuit de modem commercial complet en utilisant un. Un peu difficile à intégrer dans un commentaire. Bien sûr, j'aurais pu laisser l'image, mais elle informe suffisamment les gens sans avoir à creuser. et al. Peu importe.
Russell McMahon
Puisqu'il existe de nombreuses autres implémentations de modem (même pour les mêmes normes Vx) qui utilisent des fréquences appropriées (c'est-à-dire avec des diviseurs entiers aux fréquences souhaitées), je pense que cela a plus à voir avec l'implémentation réelle, au lieu d'être une exigence générale . Il se peut que cela nécessite que le signal d'horloge soit légèrement désynchronisé avec les signaux traités (par exemple, vous synchronisez sur une trame de début, et lorsque la trame de début suivante arrive, vous êtes au milieu d'une période d'horloge, et non sur une horloge bord). Mais ce n'est qu'une supposition.
hli
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La réponse semble ennuyeuse: elles sont réglées sur ces fréquences spécifiques pour garantir qu'elles sont> = 12,000000mhz sur toute leur plage de température.

Myforwik
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Pourquoi cela serait-il nécessaire? Ne serait-il pas préférable d'avoir des tolérances plus et moins, pour que l'écart maximum soit moindre?
Federico Russo