Osciladores de cristal

Um cristal e um oscilador de cristal são dois componentes diferentes, e as equipes de compras os confundem com mais frequência do que os engenheiros gostariam. A Haiben é um fornecedor de componentes eletrônicos sediado em Shenzhen, fundado em 2013, e os osciladores de cristal em estoque fazem parte da nossa faixa completa publicada, ao lado da nossa linha de semicondutores de marca própria Weforsemi, operada por nossa subsidiária integral. Esta página separa as famílias de dispositivos, lista os parâmetros que os engenheiros devem colocar em um pedido de compra e explica como encomendar da faixa de cristais Weforsemi.

Cristais e osciladores de cristal: a distinção

Um cristal de quartzo é um ressonador passivo. Por si só, ele não faz nada até que um circuito o acione — geralmente um amplificador oscilador integrado dentro de um MCU, SoC ou IC de clock. O cristal fornece a referência de frequência; o circuito ativo ao seu redor realiza a oscilação. Um oscilador de cristal (frequentemente escrito XO) é um módulo encapsulado: um ressonador mais um circuito oscilador em um único encapsulamento, com um pino de alimentação e uma saída de clock. Você fornece VCC e terra, e ele produz uma onda quadrada.

Essa diferença decide onde as peças ficam em uma lista de materiais. Se a ficha técnica do MCU mostra um cristal entre dois pinos com capacitores de carga, você está comprando um cristal passivo. Se a placa precisa de um clock na entrada de um chip que não tem oscilador próprio, você está comprando um módulo oscilador. Projetar o lado passivo envolve capacitância de carga e nível de acionamento; projetar com um módulo envolve tensão de alimentação, lógica de saída e comportamento do pino de habilitação. Nosso artigo sobre circuitos osciladores de cristal cobre o circuito passivo em mais detalhes, e vale a pena passar para novos engenheiros de hardware.

Especificar um cristal: frequência, carga, tolerância

Três parâmetros separam um cristal de outro, e um pedido de compra precisa de todos eles.

• Frequência — o valor nominal, geralmente declarado em MHz ou em kHz para peças de baixa velocidade. Deve ser um para o qual o ressonador é cortado; você não pode substituir 16 MHz por 12 MHz em um projeto crítico de temporização.
• Capacitância de carga (CL) — a capacitância que o cristal espera ver em seus terminais. Geralmente é um valor de picofarad de um dígito a dois dígitos baixos, e os dois capacitores externos são selecionados em função dela. Um cristal especificado para um valor de CL em um circuito ajustado para outro desvia a frequência. Este é o erro de especificação mais comum que vemos nas BOMs dos clientes.
• Tolerância e estabilidade em ppm — um requisito definido pelo comprador. A tolerância cobre o erro inicial de frequência a 25 °C; a estabilidade cobre a deriva ao longo da temperatura, mais o envelhecimento ao longo do tempo. Apertar qualquer um dos números estreita a faixa de peças e afeta o custo alcançável, então declare o requisito em vez de usar o valor mais apertado por padrão.

Além dos três básicos, adicione faixa de temperatura de operação, contorno do encapsulamento e — onde a ficha técnica do MCU exigir — nível máximo de acionamento ou ESR. Para placas que combinam temporização com armazenamento, ajuda fornecer dispositivos relacionados juntos; nossa memória flash serial página cobre opções de armazenamento não volátil, e gerenciamento de energia ICs cobre as alimentações nas quais um oscilador ou IC de clock ficará.

Cristais SMD e pontos de frequência comuns

Cristais de montagem em superfície em encapsulamentos cerâmicos largamente substituíram cilindros com furos passantes em novos projetos. Encapsulamentos SMD são adequados para montagem por refusão e posicionamento automatizado, e ocupam menos área da placa — relevante quando um projeto de microcontrolador tem um ressonador e pouco espaço para ele. Especifique o contorno do encapsulamento e o footprint de pads a partir do desenho do fabricante, e confirme com seu padrão de land PCB antes do lançamento.

Alguns pontos de frequência se repetem tanto em projetos que os compradores os pedem por hábito. Entre os valores na faixa de MHz, 8, 12, 16, 24, 25 e 40 MHz são comumente especificados, e 32.768 kHz aparece onde quer que um relógio de tempo real divida até um segundo. Trate esses como valores a confirmar com seu esquemático e não como uma lista em estoque: a peça certa é a que está em sua BOM, e uma frequência alternativa não é intercambiável em um caminho de temporização. Ao consultar, informe a frequência, a capacitância de carga, o requisito de ppm e o encapsulamento — isso é suficiente para cotarmos com precisão.

Encomendar da faixa de cristais Weforsemi

Osciladores de cristal aparecem em nossa faixa completa em estoque, e cristais fazem parte da linha Weforsemi. Não publicamos dados de cristais em nível de modelo aqui, então trate qualquer consulta como uma solicitação de especificação: envie os parâmetros acima e nossa equipe confirmará o que pode ser fornecido e com qual prazo de entrega. Para BOMs mistas, cristais podem ser fornecidos junto com nosso outro estoque — por exemplo o BL25Q128G, uma 128 Mbit serial (SPI) NOR memória flash IC em um encapsulamento SOP-8 208 mil com tensão de operação de 2.3 V a 3.6 V, dos dados de listagem publicados pelo fabricante.

Clientes PCBA podem encaminhar o mesmo requisito através do nosso fluxo de trabalho publicado: Design do Cliente, Análise de BOM, Fornecimento de Componentes, Fabricação PCBA (fabricação de PCB, SMT, DIP, programação), Testes (testes internos e verificação de qualidade global), Produto Acabado (montagem, embalagem, soluções personalizadas), depois Entrega com entrega pontual e suporte logístico global. Nossa linha de Soluções PCB & PCBA cobre design personalizado de PCB, fabricação de PCBA e montagem de módulos para protótipos, pequenos lotes e produção em volume. Em todos os casos, o site é operado pela Haiben, a empresa controladora; a linha Weforsemi é produzida por nossa subsidiária integral.

Perguntas frequentes

Vocês podem fornecer um cristal e um oscilador da mesma fonte?

Osciladores de cristal estão listados em nossa faixa completa em estoque e cristais fazem parte da linha Weforsemi, então ambos podem aparecer em uma única consulta. Envie a especificação para cada item de linha e confirmaremos a disponibilidade separadamente, já que os dois tipos de dispositivo têm parâmetros diferentes a corresponder.

Minha BOM fornece apenas uma frequência. Isso é suficiente para encomendar?

Normalmente não. A frequência por si só não define um cristal: capacitância de carga, requisitos de tolerância e estabilidade, faixa de temperatura de operação e contorno do encapsulamento afetam qual peça é a correta, e a capacitância de carga em particular deve corresponder à seleção de capacitores do circuito. Peça ao engenheiro de projeto que complete a especificação antes de encomendar.

E se uma frequência necessária não estiver na sua faixa em estoque?

As consultas são tratadas como solicitações de especificação. Forneça o requisito completo e nossa equipe confirmará o que pode ser fornecido e o prazo de entrega. Para projetos PCBA, o mesmo requisito pode ser tratado na etapa de Fornecimento de Componentes do nosso fluxo de trabalho publicado.