ISM-RF產(chǎn)品的晶體計(jì)算

許多工業(yè)/科學(xué)/醫(yī)療 （ISM） 頻段射頻 （RF） 產(chǎn)品使用晶體振蕩器為基于鎖相環(huán) （PLL） 的本振 （LO） 生成基準(zhǔn)。本教程提供了ISM-RF晶體計(jì)算器的基本說(shuō)明，可用于計(jì)算對(duì)此類LO的晶體頻率精度和啟動(dòng)裕量的各種影響。

ISM-射頻晶體計(jì)算器

ISM-RF晶體計(jì)算器分為許多工作表，這些工作表涉及與晶體振蕩器相關(guān)的各種計(jì)算，并提供有關(guān)晶體本身的參考信息。

說(shuō)明表

此選項(xiàng)卡提供計(jì)算器工作表上使用的格式約定的摘要，以及其他選項(xiàng)卡的簡(jiǎn)要說(shuō)明。

計(jì)算器表

如說(shuō)明表中所述，計(jì)算器工作表有兩個(gè)主要部分：用于數(shù)據(jù)輸入的產(chǎn)品信息部分，以及顯示輸入參數(shù)結(jié)果的三個(gè)計(jì)算部分。“產(chǎn)品信息”區(qū)域有三種背景顏色，用于表示該部分中不同類別的數(shù)據(jù)。還有一些特定的單元格（以紅色輪廓顯示）需要用戶輸入，從而提供用于后續(xù)計(jì)算的變量值。

橙色部分包含與應(yīng)用計(jì)算的Maxim ISM無(wú)線電產(chǎn)品相關(guān)的信息。此部分的頂部是一個(gè)下拉框，用于選擇要計(jì)算的目標(biāo)設(shè)備。以下行顯示器件的內(nèi)部電容 （C國(guó)際） 與 XTAL 引腳、PLL 分頻比、IF 頻率（用于接收器）以及 315MHz 和 433.92MHz 工作的建議晶體參考頻率有關(guān)。提供了一個(gè)自動(dòng)宏，它將復(fù)制 f0值低至晶體頻率部分（單元格 C23）。（注意：需要在電子表格中啟用宏才能使用此功能。

藍(lán)色部分包含有關(guān)印刷電路板（PCB）和晶體振蕩器電路的信息。它包括寄生電容的估計(jì)值（C?）和兩個(gè)用于進(jìn)入分流的單元（C分流） 或串聯(lián)電容值 （C爵士).設(shè)計(jì)通常提供一對(duì)并聯(lián)或串聯(lián)電容器，每個(gè)引腳一個(gè)，因此該條目假定并聯(lián)或串聯(lián)電容器使用相同的值。提供了參考圖來(lái)說(shuō)明電容器連接。

綠色部分顯示晶體本身的數(shù)據(jù)。一對(duì)下拉框可用于簡(jiǎn)化各種供應(yīng)商表中的晶體選擇。還提供了自動(dòng)宏，允許用戶輕松地將晶體供應(yīng)商的電氣特性從參考列復(fù)制到用戶輸入部分。（免責(zé)聲明：有關(guān)最新規(guī)格，請(qǐng)與晶體供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表確認(rèn)。如果用戶有規(guī)格表中提供的晶體參數(shù)，則可以手動(dòng)將其直接輸入到以紅色勾勒出的電池中。分流電容值 （C0）、最大等效串聯(lián)電阻 （ESR） （R1）和運(yùn)動(dòng)電容（C1）是晶體設(shè)計(jì)所固有的。運(yùn)動(dòng)電感（L1） 是晶體系統(tǒng)的計(jì)算屬性。提供了顯示基本晶體模型的參考圖來(lái)說(shuō)明這些特性。負(fù)載電容（CL-規(guī)格）和晶體頻率（f0） 是晶體供應(yīng)商用于針對(duì)指定工作頻率的參數(shù)。

圖1.計(jì)算器工作表。

通常，晶體供應(yīng)商會(huì)提供指定標(biāo)稱工作頻率（f0）、被測(cè)負(fù)載電容（CL）、最大置信噪比（Rr），偶爾還有分流電容（C0）（通常也是最大參數(shù)）。實(shí)際并聯(lián)電容往往小于規(guī)定最大值的一半，ESR通常位于指定最大值的1/4至1/3。運(yùn)動(dòng)電容（C1） 往往取決于切割角度，這通常不提供。其他特性，如老化和壽命穩(wěn)定性、存儲(chǔ)、焊接、工作溫度以及工作公差，可在晶體數(shù)據(jù)表中提供。但是，這些不在此計(jì)算器中進(jìn)行評(píng)估。

工作表的下半部分提供了負(fù)電阻和晶體拉力的計(jì)算。還有第三個(gè)計(jì)算部分專門(mén)用于MAX1479幅度移鍵控（ASK）/頻移鍵控（FSK）發(fā)送器。

負(fù)電阻計(jì)算用于幫助確定啟動(dòng)晶體振蕩是否存在任何問(wèn)題。負(fù)電阻的計(jì)算公式源于振蕩器跨導(dǎo)增益、振蕩頻率和端子電容：

在此電子表格中，負(fù)電阻 （-RMOT） 會(huì)自動(dòng)以綠色或紅色突出顯示。突出顯示的顏色取決于 -RMOT 值與啟動(dòng)裕量乘以 ESR。使用啟動(dòng)裕量 4，如果 |-RMOT|< 4 × ESR，則負(fù)電阻將為紅色。我們建議調(diào)整設(shè)計(jì)以在晶體上提供較少的容性負(fù)載，這反過(guò)來(lái)又增加了負(fù)電阻的大小，從而增加了引發(fā)振蕩的可能性。

牽引計(jì)算根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定載波頻率可能偏離目標(biāo)的程度。計(jì)算晶體拉力的公式基于晶體的運(yùn)動(dòng)電容和實(shí)際與規(guī)定的總?cè)菪载?fù)載：

實(shí)際載波頻率（fRF-ACTUAL） 有助于確定系統(tǒng)對(duì)最終射頻的影響。

圖2.計(jì)算器工作表的拉力計(jì)算和MAX1479 FSK計(jì)算部分。

如前所述，MAX1479 FSK計(jì)算部分可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)提供FSK偏差的估計(jì)值。MAX1479使用內(nèi)部開(kāi)關(guān)電容迫使晶體振蕩器改變，從而提供產(chǎn)生FSK調(diào)制的方法。

Neg-R 曲線和溫度和角度表

可以使用各種其他圖來(lái)確定晶體振蕩器的工作特性和經(jīng)驗(yàn)極限。提供數(shù)據(jù)表和繪圖以直觀地解釋這些晶體特性。

Neg-R 曲線表上生成的數(shù)據(jù)使用計(jì)算器表中的值來(lái)構(gòu)建基于各種分流電容 （C0） 和負(fù)載電容 （CL） 值（參見(jiàn)圖 3a）。

在溫度和角度表上找到的數(shù)據(jù)用于描述溫度和工作頻率之間的內(nèi)在關(guān)系，并具有給定的石英晶體切割角度。此工作表上的值來(lái)自工作表下方的繪圖和行業(yè)文獻(xiàn)。

圖3.（a） Neg-R 曲線工作表和 （b） 溫度和角度工作表。

NDK 晶體、Crystek 晶體、HKC 晶體和 Raltron 晶體片

這些片材上為各種供應(yīng)商提供了晶體電氣特性。許多值與主計(jì)算器工作表上的自動(dòng)查找功能一起使用。有關(guān)最新規(guī)格，請(qǐng)使用供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表進(jìn)行確認(rèn)。

審核編輯：郭婷