Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 2 Jahren

4-2017

  • Text
  • Komponenten
  • Technik
  • Radio
  • Filter
  • Oszillatoren
  • Quarze
  • Emv
  • Messtechnik
  • Bauelemente
  • Antenna
  • Antennas
  • Messung
  • Messungen
  • Frequenzbereich
  • Frequency
  • Elektromagnetische
  • Wireless
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Titelstory Kompakte

Titelstory Kompakte Schwingquarze - Herausforderung bei der Miniaturisierung von Quarzoszillatoren Schlechtes Anschwingverhalten, verursacht durch einen höheren ESR-Wert (Serienwiderstand) immer kleiner werdender Bauformen, führt bei der Verwendung von Schwingquarzen in der Praxis regelmäßig zu Komplikationen. Dieser Beitrag erläutert die Effekte der Miniaturisierung, beleuchtet die technischen Hintergründe und gibt sinnvolle Hinweise zur Vermeidung von Schaltungsproblemen. Gerd Reinhold Produktmarketing FCP WDI AG www.wdi.ag Bild 1: Mit Hilfe eines Potenziometers in Reihe zum Quarz lässt sich die Anschwingsicherheit ermitteln Der Trend in der Elektronik geht beständig zu kleineren und komplexeren Baugrößen. Zusätzlich fordert der Markt einen immer niedrigeren Energieverbrauch der Komponenten, was die stark wachsende Anzahl sogenannter Low-Power-Anwendungen erklärt. Hiervon sind natürlich auch frequenzbestimmende Bauteile wie Schwingquarze betroffen. Die Miniaturisierung von Schwingquarzen führt zwar zu einer Reduzierung der schwingenden Masse, aber auch zu einer deutlichen Verkleinerung der auf dem Quarzblank zur Verfügung stehenden Elektrodenfläche, wodurch Schwingquarze kleinerer Bauformen immer einen deutlich erhöhten Serienwiderstand aufweisen. Kleinere Bauform, höherer ESR Bild 2: Berechnungsbeispiel zur Anschwingsicherheit Wird die Impedanz eines realen Quarzes als Serienersatzschaltbild dargestellt, so bewirkt der ohmsche Anteil - der Serienwiderstand oder auch ESR (Equivalent Series Resistance) - eine Dämpfung des Schwingkreises. Der Energieverlust durch den Serienwiderstand im Oszillatorschaltkreis muss kontinuierlich ausgeglichen werden, damit der Quarz weiter schwingt. Dies übernimmt der im Oszillatorschaltkreis eingesetzte Verstärker, der durch seine Verstärkung einen negativen Resonanzwiderstand -R erzeugt und damit die im ESR verlorengegangene Energie nachliefert. Um ein sicheres Anschwingen, wie auch ein stabiles Frequenzsignal zu gewährleisten, muss dem Schwingquarz die zirka 5- bis 10-fache-Energie zugeführt werden. Je größer dieser (Energie)-Wert ist, desto schneller schwingt der Quarz an. Beispiel: Einfluss der Bauform auf den ESR-Wert Ein 16,000-MHz-Schwingquarz in einem bedrahteten Gehäuse der sehr gängigen Bauform HC49/S hat einen maximalen ESR-Wert von beispielsweise 40 Ohm. Die bei Neuentwicklungen bevorzugte SMD-Bauform 2,5 x 2,0 mm hat einen ESR-Wert von üblicherweise maximal 100 Ohm. Aus diesem Grund ist verständlicherweise die Schaltung anzupassen, da eine Verdoppelung des ESR- Wertes in der ursprünglichen Schaltung mit großer Wahrscheinlichkeit zu nicht unerheblichen Problemen führen würde. Kommen bei stromsparenden Anwendungen kleine Quarzbauformen zum Einsatz, ist zu bedenken, dass durch den erhöhten Serienwiderstand auch der Energieverbauch der Oszillatorschaltung größer ist. Grundsätzlich gilt: Je kleiner die Bauform und je niedriger die Frequenz, desto größer ist der Serienwiderstand (ESR) eines Schwingquarzes. Primär verantwortlich dafür ist die kleinere Elektroden- 16 hf-praxis 4/2017

MRC GIGACOMP stellt aus mit: Wavecontrol SMP2 Feldstärkemessgerät Messung elektromagnetischer Felder für den Arbeitsschutz nach der EU Direktive 2013/35/EU eingebauter GPS-Empfänger graphische Anzeige in Echtzeit LF Spektrum Analyse bis 400kHz E-Feld und H-Feld Frequenzanalyse Feldsonden für E- und H-Feld 1Hz bis 400kHz Isotrope Feldsonden für 300kHz bis 18GHz USB- und optische Anschlüsse Entwicklung und Produktion in Spanien Vectawave GaAs und GaN EMV-Verstärker Durchdachtes Design mit GaAs-Transistoren Hohe Qualität, gutes Preis-Leistungsverhältnis 10kHz bis 6 GHz, Leistungsklassen 10W bis 2000W Neu: Class D Verstärker mit GaN Transistoren Entwicklung und Produktion in England MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG, info@mrc-gigacomp.com, www.mrc-gigacomp.com Bahnhofstraße 1, 85354 Freising, Telefon +49 8161 98480, Fax +49 8161 984820 Grassinger Str. 8, 83043 Bad Aibling, Telefon +49 89 416159940, Fax +49 89 416159945

Fachzeitschriften

6-2019
5-2019
2-2019
2-2019
2-2019

hf-praxis

5-2019
4-2019
3-2019
2-2019
1-2019
Best_Of_2018
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
EF 2018/2019
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
EF 2017/2018
12-2016
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
2016/2017
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
12-2014
11-2014
10-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
2-2014
1-2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

PC & Industrie

6-2019
5-2019
4-2019
3-2019
1-2-2019
EF 2019
12-2018
11-2018
10-2018
9-2018
8-2018
7-2018
6-2018
5-2018
4-2018
3-2018
1-2-2018
EF 2018
EF 2018
12-2017
11-2017
10-2017
9-2017
8-2017
7-2017
6-2017
5-2017
4-2017
3-2017
1-2-2017
EF 2017
EF 2017
11-2016
10-2016
9-2016
8-2016
7-2016
6-2016
5-2016
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
EF 2016
EF 2016
12-2015
11-2015
10-2015
9-2015
8-2015
7-2015
6-2015
5-2015
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
EF 2015
EF 2015
11-2014
9-2014
8-2014
7-2014
6-2014
5-2014
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
EF 2014
12-2013
11-2013
10-2013
9-2013
8-2013
7-2013
6-2013
5-2013
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
12-2012
11-2012
10-2012
9-2012
8-2012
7-2012
6-2012
5-2012
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

meditronic-journal

2-2019
1-2019
5-2018
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

electronic fab

2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1-2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Haus und Elektronik

2-2019
1-2019
4-2018
3-2018
2-2018
1-2018
4-2017
3-2017
2-2017
1-2017
4-2016
3-2016
2-2016
1-2016
4-2015
3-2015
2-2015
1-2015
4-2014
3-2014
2-2014
1/2014
4-2013
3-2013
2-2013
1-2013
4-2012
3-2012
2-2012
1-2012

Mediadaten

2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
2019 deutsch
2019 english
© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel