Wofür werden 12.000393 MHz-Kristalle verwendet?

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Ich habe sie auf www.digikey.com gefunden , und sie wurden anscheinend von verschiedenen Herstellern hergestellt, daher muss es eine Verwendung für sie geben. Wofür werden sie verwendet?

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und warum ? Das 2400-Baud-Modem bietet keine Erklärung: Ein 12-MHz-Quarz ist dafür besser als der 12.000393-MHz-Quarz.

frequency crystal Federico Russo
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Es gibt viele andere möglicherweise interessante Frequenzen, wie z. B. 2.097152, 3.342336, 4.194304, 4.433619, 8.867238, 12.865625, 17.734475 usw. Vielleicht könnte die Frage um diese Frequenzen erweitert werden (und möglicherweise um andere, die ich verpasst habe).
Dorn
@Thorn: aber die haben keine enge Frequenz als Alternative. Der 12000393 ist nur 33 ppm von 12 MHz, was sogar innerhalb von Toleranzen liegen kann.
Federico Russo
Der (jetzt gelöschte?) Kommentar zu DTMF-Frequenzen scheint gut zu passen - es bedeutet, dass Sie 8 Frequenzen für DTMF und weitere 5 für die Datenübertragung (1070/1270/1800/2025/2225 Hz) und alle von ihnen erstellen müssen müssen 0,01% innerhalb der Spezifikation sein ...
hli
@ FedericoRusso: In einigen Fällen ist es möglicherweise erforderlich, zwei Frequenzen zu haben, die nahe beieinander liegen, aber sicher zu sein, dass eine über der anderen liegt. Beispielsweise liegt die tatsächliche Datenmodulationsrate bei einem 1200-Baud- oder 2400-Baud-Modem etwas über 1200 oder 2400 Baud. Das Modem fügt nach Bedarf zusätzliche Stoppbits ein, wenn Daten von der 1200- oder 2400-Baud-RS-232-Verbindung an den etwas schnelleren Datenmodulator übertragen werden. Die Datenmodulationsrate des Modems liegt jedoch mehr als 33 ppm über der Nennrate von 1200 oder 2400 Baud.
Supercat
@hli - Ich habe zu dieser gelöschten Antwort kommentiert, dass der Fehler eines 12-MHz-Quarzes weniger als 0,004% beträgt, was wirklich vernachlässigbar ist. Diese DTMF-ICs verwendeten analoge Bandpassfilter, sie waren nirgendwo so kritisch, schon gar nicht die 0,01%, die Sie behaupten.
Stevenvh

Antworten:

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Bearbeiten: Nachdem ich ungefähr eine Woche nach dem ursprünglichen Beitrag auf diese Frage zurückgekommen bin, bin ich mir ziemlich sicher, dass meine Antwort hier falsch ist. Bitte beachten Sie die Kommentare für die Diskussion. Obwohl der größte Teil der Diskussion korrekt ist, scheint meine Vermutung in dieser Antwort, wie die Frequenz von den Herstellern angegeben wird , falsch zu sein . Insbesondere wird die Frequenz mit dem genau angegebenen Wert von C load angegeben , nicht mit der mittleren Frequenz, die sich aus dem Bereich der tolerierbaren C_load ergeben kann.

Ein Kristall im Gegensatz zu einem Oszillator hängt von der vom Benutzer bereitgestellten Lastkapazität ab , um seine Oszillationsfrequenz zu bestimmen:

Durch Hinzufügen einer zusätzlichen Kapazität über einen Kristall wird die Parallelresonanz nach unten verschoben. Hiermit kann die Frequenz eingestellt werden, mit der ein Kristall schwingt. Kristallhersteller schneiden und trimmen ihre Kristalle normalerweise so, dass sie eine bestimmte Resonanzfrequenz mit einer bekannten 'Last'-Kapazität aufweisen, die dem Kristall hinzugefügt wird. Beispielsweise hat ein Kristall, der für eine 6 pF-Last bestimmt ist, seine spezifizierte Parallelresonanzfrequenz, wenn ein 6,0 pF-Kondensator darüber angeordnet ist. Ohne diese Kapazität ist die Resonanzfrequenz höher.

Der Kapazitätstoleranzbereich der vom Benutzer bereitgestellten Kapazität ist um den Nennwert der Kapazität zentriert. Das Verhältnis zwischen Lastkapazität und Frequenz ist jedoch nicht linear:

Bildbeschreibung hier eingeben

(Für Hintergrundinformationen siehe Grafik auf Seite 4 und Diskussion auf Seite 3 )

In Abbildung 2

  • f ist die nominelle Kristallfrequenz (in grün),
  • C_load ist die Nennlastkapazität (in grün) und
  • minund max(in rot) bezeichnen die minimalen und maximalen Toleranzbereiche.

Das Ergebnis der Nichtlinearität ist, dass die Frequenz im Mittel des Toleranzbereichs der Kapazität (der violetten Linie) nicht mit dem Mittel des Frequenztoleranzbereichs übereinstimmt f.

Es ist für Hersteller üblich, Nennwerte von Bauteilen als Mittelwert ihrer höchsten und niedrigsten tolerierbaren Werte zu definieren, wenn eine Liste von Bedingungen gegeben ist. Die gegebenen Bedingungen für den Kristall sind in diesem Fall C_load+/- Toleranz.

Bezogen auf die Frequenz bei der Nennlastkapazität (violette Linie) führt die niedrigste tolerierbare Lastkapazität C_load_minzu einer höheren Frequenzverschiebung nach oben (nach f_max) als die höchste tolerierbare Lastkapazität C_load_maxzu einer Verschiebung nach unten (nach f_min). Dies bedeutet, dass der Nennwert der Kristallfrequenz - der füblicherweise als Mittelwert aus der höchsten und der niedrigsten Frequenz definiert wird - geringfügig höher ist als die Frequenz, die sich ergibt, wenn die Lastkapazität genau dem Nennwert der Last entspricht Kapazität (die violette Linie).

Aus dieser etwas höheren Mittelfrequenz stammen die Zahlen nach dem Komma in der Nennfrequenz von 12.000393 MHz.

alx9r
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Demnach sollte es überhaupt keine Quarzfrequenzen wie 12.000 MHz, 4.000 MHz, 10.000 MHz usw. geben. Sie sollten alle 4.000123 MHz oder 10.000456 MHz sein.
Stevenvh
Ich verstehe es immer noch nicht. Wenn die mittlere Frequenz, die Sie erhalten, höher ist als die angegebene, und Sie in den meisten Fällen die angegebene Frequenz haben möchten, sollte die gewählte Kristallfrequenz niedriger sein als die, die Sie benötigen? Wenn ich 12.000000 MHz erhalten und mit 50 ppm arbeiten möchte, sollte ich dann keinen 11.999800 MHz-Quarz verwenden, damit mein Frequenzbereich irgendwo zwischen 11.999000 und 12.001000 MHz liegt?
hli
Auch die Frequenzanforderungen der oben erwähnten Chips geben diese Frequenz als Anforderung an, wenn ein externer Oszillator verwendet wird. Es scheint also nicht mit der Frequenzgenauigkeit zu tun zu haben.
hli
@hli Du machst einen guten Punkt und hast eine ganz andere Frage aufgeworfen: Was bedeutet die vom Hersteller angegebene Nennfrequenz? Bezieht sich die in den RC224AT-Daten angegebene Frequenz von 16.000312 MHz auf die Serienresonanzfrequenz ? Die Antiresonanzfrequenz? Oder ist es die Parallelresonanzfrequenz bei einer bestimmten Lastkapazität? Diese Frage ist hier .
Alx9r
Ich nehme an, Sie beziehen sich auf das RC224ATL-Datenblatt. In diesem Datenblatt ist ein 16.000312 MHz-Quarz mit einer Lastkapazität von 56 pF +/- 5% angegeben. Es wird keine maximale oder minimale Eingangsfrequenz für XTLI angegeben.
Alx9r
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Es scheint in alten Modems verwendet zu werden (bis zu 2400 Baud, wie es scheint). Ich habe mehrere Links gefunden , die den Inhalt alter 2400-Baud-Modems beschreiben, und alle listen einen solchen Kristall als Komponente auf. Leider habe ich bisher noch keine Rennstrecke gefunden.

Ich kann jedoch nicht erkennen, welche Zielfrequenz ein 12-MHz-Kristall erzeugen kann (immerhin ist 12-MHz geteilt durch 5000 genau 2400). Ich denke, die Gründe liegen irgendwo in den alten Modemstandards (V.22bis und früher) begraben, aber dafür braucht man jemanden, der sie auswendig kennt ...

hli
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Ich weiß nicht, warum eine so ungerade Frequenz erforderlich ist, aber sie werden z. B. zur Ansteuerung des integrierten Modem-Chips Rockwell RC224AT ​​/ 1 verwendet.

jarnbjo
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Nun, DSP kann komisch werden. Wenn es irgendetwas mit Bessel-Funktionen zu tun hat, wird die Antwort nicht von mir gepostet :)
gbarry
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Störungsmeldung:

So nah, dachte ich, aber immer noch kein Cookie :-)

Manuelle und tatsächlich lesbare Version dieser Schaltung hier, aber noch keine wirkliche Ahnung. Beachten Sie, dass der Kristall möglicherweise im 3. (oder einem anderen) Obertonmodus betrieben wird.

Bildbeschreibung hier eingeben

Russell McMahon
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Dies scheint keine Antwort zu sein, aber wenn Sie herausfinden, wie Sie dem Modemchip mitteilen, dass er einen 12.000393-MHz-Quarz anstelle eines 16.000312-MHz-Quarzes hat, könnte dies zu einer Entdeckung führen. Wenn dies ein Film wäre, gäbe es eine Suche nach dem Kerl, der ihn entworfen hat ...
Chris Stratton
@Chris - Keine Antwort, aber es bestätigt den Trend der anderen Antworten (einschließlich Ihrer gelöschten): Dies ist eindeutig eine moderne Sache!
Stevenvh
Das RC224AT-Datenblatt enthält dies auf Seite 2-12. Für jede Baudrate wird der Baudratengenerator entsprechend programmiert. Eine Grundfrequenz von 115200Hz wird verwendet, sodass beim 12-MHz-Quarz anstelle eines Teilers von 48 für 2400 Baud ein Teiler von 36 verwendet werden muss.
hli
@ChrisStratton - "Dies scheint nicht ..." -> Deshalb heißt es "Fehlerbericht". Das Ziel war es, nützlich zu sein. Ich habe es hinzugefügt, da es den Wissensbestand bisher erweitert, demonstriert, wo in einer typischen Schaltung ein solches xtal verwendet wird, und bietet eine vollständige kommerzielle Modemschaltung unter Verwendung eines solchen Schaltkreises. Ein bisschen schwer in einen Kommentar zu passen. Sicher, ich hätte das Bild weglassen können, aber es informiert die Leute gut genug, ohne dass sie graben müssen. et al. Wie auch immer.
Russell McMahon
Da es viele andere Modem-Implementierungen gibt (auch für die gleichen Vx-Standards), die die richtigen Frequenzen verwenden (dh mit ganzzahligen Teilern zu den gewünschten Frequenzen), hat dies meiner Meinung nach eher mit der tatsächlichen Implementierung zu tun, als dass dies eine allgemeine Anforderung ist . Möglicherweise muss das Taktsignal nicht mit den verarbeiteten Signalen synchron sein (z. B. Sie synchronisieren in einem Start-Frame, und wenn der nächste Start-Frame eintrifft, befinden Sie sich mitten in einer Taktperiode und nicht in einer Taktperiode Kante). Aber das ist auch nur eine Vermutung.
hli
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Die Antwort scheint langweilig zu sein: Sie werden auf diese spezifischen Frequenzen eingestellt, um sicherzustellen, dass sie über ihren gesamten Temperaturbereich> = 12.000000 MHz sind.

Myforwik
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Warum sollte das notwendig sein? Wäre es nicht besser, Toleranzen plus und minus zu haben, damit die maximale Abweichung geringer ist?
Federico Russo