|
 |
振動 モード |
Cut |
周波数範囲 (kHz) |
周波数定数 (kHz) |
容量比
(Typical) |
厚み滑り振動
|
AT 基本波 |
800~5000
2000~80000 |
1670/t
1670/t |
300~450
220 |
AT3 倍波 |
20000~90000 |
1670* n/t |
n  * 250
n: 倍波次数 |
AT5 倍波 |
40000~130000 |
AT7 倍波 |
100000~200000 |
AT9 倍波 |
150000~230000 |
BT 基本波 |
2000~35000 |
2560/t |
650 |
屈曲振動
 |
+2° X |
16~100 |
700*w/l |
450 |
屈曲振動
 |
XY
NT |
1~35
4~100 |
5700*t/l 5000*w/l |
|
伸長振動
 |
+5° X |
40~200 |
2730/l |
140 |
輪郭滑り振動 
|
CT |
250~1000 |
3080/l |
400 |
DT |
80~500 |
2070/l |
450 |
SL |
300~1100 |
460/l |
450 |
|
|
注意 : At-cut 3 倍波及び 5 倍波では、更に低い周波数も可能となっています。 |
|
切断方向と理論上の周波数温度特性曲線 |
 |
| |
| |
|
C0: 並列容量
L1: 直列インダクタンス |
C1: 直列容量
R1: 直列抵抗 |
| 並列容量 (C0) と直列容量 (C1) との比を |
 |
| 容量比 ( γ ) と言います。 |
 |
| 容量比 ( γ ) は、 負荷容量の変化によ |
| って引き起こされる周波数変化の大きさ |
| の指標となります。 |
| |
| 水晶振動子単体の電気的インピーダンスが抵抗性となるとき、2 つの周波数があり |
| ます。 低い方の周波数を直列共振周波数 fs、高い方の周波数を並列共振周波数 |
| fpとよびます。 |
| 一定条件のもとで、水晶振動子が直列または並列に負荷容量を接続したとき、その |
| 電気的インピーダンスが抵抗性となる2つの周波数があります。直列に接続した場合 |
| は低い方、並列の場合は高い方が、負荷時共振周波数となります。 |
| 水晶振動子の最も基本的な発振モード。その振動モードで最も低い周波数をいいます。 |
 |
基本モードより、高い周波数で発振されるモードで、低いほうから順番に、 3 倍波。 5 倍波、 7 倍波、 9 倍波と続きます。 9 倍波以降、実際の量産はされていません。 |
| 負荷容量は、クリスタルの両方のリードにつながる回路の等価容量です。回路の発 |
| 信周波数は、負荷容量と水晶振動子によって決定されます。 |
| 並列容量 (C0) は、水晶振動子の端子の容量です。パッケージによって異なりますが、通常は、 7.0pF 以下です。 |
| 水晶振動子が発振する為に必要な電力。 |
| 励振レベルは、ｍＷ、或は、μＷで表します。 過度の励振レベルは水晶が破損した |
|
り、或は、使用しているうちに周波数変動を招きます。 |
| 水晶における Q 値とは、品質もしくは並列の共振をあらわします。水晶によって得 |
| られうる安定性の最大値は Q 値で表されます。 Q 値が高いほど、帯域はより小さ |
| く、リアクタンスの傾きは大きくなります。外部の回路のリアクタンスの値の変化 |
| は Q値が低い装置ほど Q 値の高いクリスタルに影響を与えることはありません。 |
 |
L,C,R の共振回路における共振曲線のシャープさを表す量、回路の電流と電源の周波数の関係を表す曲線 |
| クリスタルが並列共振で発信している場合、周波数は並列共振クリスタルの負荷容 |
| CLの関数として変化します。並列容量、直列容量、そしてクリスタルのサイズに関 |
| 与します。 |
| 主振動あるいは要求されるような周波数でない周波数が出現することがあります。 |
| それは水晶振動子特有のもので、最大 dB で明記されます。周波数の範囲は明記さ |
| れなくてはなりません。 |
| 水晶振動子の端子間、およびリードとケース間の抵抗です。 |
|
標準値は、500M Ω min//DC100V. です。 |
| エージング ( 経時変化 ) は水晶振動子において大変重要です。 適切な生産工程を |
| 踏まなければ、 1 年後ではなく、最初の一週間以内に最も高い経時変化率が現れま |
す。使用周波数は、すぐに規格範囲を外れてしまいます。 |
| 発振回路を設計する際、負性抵抗 (-R) は考慮するべき非常に重要な要素です。 一 |
| 定の周波数を、安定的に発振を維持し、水晶振動子の抵抗を補う為に、十分な負性 |
抵抗(|-R|) が必要です。
|
| 可変抵抗器「 VR 」を水晶振動子に直列に繋ぎ、発振しているかいないかを確認し |
| ます。「 VR 」の抵抗値を徐々に大きくし、発振が停止する直前の値を確認します。 |
|
回路の負性抵抗は、その時の「 VR 」に、負荷時共振抵抗「 RL 」を加えた値です。 |
| 負性抵抗 (-R) の最良の値は、水晶振動子の ESR （等価直列抵抗： R1) の 3~5 倍で |
す。負性抵抗 (-R) が小さすぎる場合、水晶振動子の発振は不安定になります。 |
| 下記の回路は、標準的な発振回路です。 |
| IC メーカーの違いでおこる IC の回路定数や回路構成の違いは、水晶振動子の発振 |
|
になんらかの影響を及ぼすことがあります。 |
|
Frequency
Range (KHz) |
C1=C2 (pF) |
R1
(KΩ) |
Rf
(MΩ) |
Load
Capacitance(pF) |
20~60 |
15 |
0~100 |
10 |
12.5 |
60~150 |
15 |
0~100 |
10 |
12.5 |
|
|
Frequency
Range (MHz) |
C1=C2
(pF) |
R1
(Ω) |
Load
Capacitance(pF) |
3~4 |
33 |
4.7k |
20 |
4~5 |
33 |
3.3k |
20 |
5~6 |
33 |
2.2k |
20 |
6~9 |
22 |
1.0k |
16 |
9~10 |
22 |
470 |
16 |
10~15 |
15 |
470 |
12 |
15~20 |
15 |
470 |
12 |
20~25 |
10 |
470 |
10 |
*Reference to 74HCU04
Frequency
Range (MHz) |
C1=C2
(pF) |
R1
(Ω) |
Load
Capacitance(pF) |
25~30 |
15 |
1.0k |
12 |
30~40 |
10 |
680 |
10 |
40~50 |
7 |
330 |
8 |
*Reference to 7SHU04 |
|
Frequency Range (MHz) |
C1
(pF) |
C2
(pF) |
L1
(uH) |
R1
(Ω) |
Load
Capacitance(pF) |
30~40 |
10 |
18~10 |
2.2 |
820 |
10 |
40~50 |
7 |
15~10 |
1.5 |
470 |
8 |
50~60 |
5 |
15~10 |
1.0 |
330 |
8 |
*Reference to 7SHU04
|
水晶振動子 / 水晶発振器の励振レベルが電気特性に大い影響があります。
 |
 |
もし励振レベルが 1000uW 以上になると、水晶振動子 / 水晶発振器が熱拡散問題と電 |
|
もし、励振レベルが低すぎると、 DLD 不具合或いは発振できない恐れがあります 。 |
|
水晶周波数及び励振レベル対照一覧表は下記の如く： |
|
Fund.(MHz) |
3rd(MHz) |
DL |
CL |
49U |
1.8432~48.000 |
26.000~90.000 |
1000uW(Max.) |
8pF(Min.) |
49S/49SMD |
3.000~54.000 |
36.000~150.00 |
300uW(Max.) |
8pF(Min.) |
7.0x5.0mm |
6.000~40.000 |
40.000~70.000 |
300uW(Max.) |
8pF(Min.) |
6.0x3.5mm |
7.000~54.000 |
40.000~200.00 |
300uW(Max.) |
8pF(Min.) |
5.0x3.2mm |
7.600~54.000 |
40.000~156.25 |
300uW(Max.) |
8pF(Min.) |
3.2x2.5mm |
10.000~60.000 |
60.000~156.25 |
200uW(Max.) |
7pF(Min.) |
2.5x2.0mm |
12.000~80.000 |
|
100uW(Max.) |
7pF(Min.) |
2.0x1.6mm |
16.000~60.000 |
|
100uW(Max.) |
7pF(Min.) |
1.6x1.2mm |
24.000~60.000 |
|
50uW(Max.) |
7pF(Min.) |
|
| ppm は、100 万分の 1。たとえば、12MHz で、周波数偏差が ±10ppm の場合、 |
| 下記のように表されます。 |
つまり周波数の範囲は、11.999880MHz から 12.000120 MHz となります。 |
| たとえば、 20MHz で、実際の発振周波数が、20.000600MHz のとき下記のよ |
うに表されます。 |
つまり、周波数偏差は、30ppm です。 |
|
