Kwartskristal parameterconversiecalculator

Ω
MHz
MHz

De kwartskristalparameterconversiecalculator bepaalt de belangrijkste prestatieparameters van een kwartskristaloscillator, inclusief serieresonantiefrequentie, parallelle resonantiefrequentie en kwaliteitsfactor. Deze parameters helpen ingenieurs de nauwkeurigheid, stabiliteit en circuitprestaties van oscillatoren voor RF- en timingtoepassingen te evalueren.

Formules

Fs = 1 / (2 * π * √(Ls * Cs))

Fp = 1 / (2 * π * √(Ls * ((Cs * Cp) / (Cs + Cp))))

Q = (2 * π * Fs * Ls) / Rs

Formule uitleg

  • Fs is de serieresonantiefrequentie waarbij inductieve en capacitieve reactanties elkaar opheffen, wat resulteert in een minimale impedantie.
  • Fp is de parallelle resonantiefrequentie die iets boven Fs optreedt vanwege de parallelle capaciteit Cp.
  • Q is de kwaliteitsfactor, die de verhouding tussen opgeslagen en gedissipeerde energie per cyclus weergeeft en aangeeft hoe selectief of scherp de resonantie is.
  • Ls is de bewegingsinductie, Cs is de bewegingscapaciteit, Cp is de shuntcapaciteit en Rs is de serieweerstand van het kristal.
  • Fs en Fp worden doorgaans uitgedrukt in MHz, terwijl componentwaarden kunnen worden ingevoerd in standaard elektrische eenheden.

Gebruik van deze rekenmachine

  • Ontwerp van kwartskristaloscillatoren voor RF-, microcontroller- en communicatiecircuits.
  • Berekening van resonantiefrequenties voor nauwkeurige timing- en filtertoepassingen.
  • Bepalen van de kwaliteitsfactor om de frequentiestabiliteit en -verliezen te beoordelen.
  • Vergelijking van theoretische en gemeten parameters van kwartskristallen.

Wat zijn de resonantiefrequenties van een kwartskristal met Ls = 0,02 H, Cs = 0,03 pF, Cp = 3 pF en Rs = 50 Ω?

Ingang : Ls = 0,02 H, Cs = 0,03 pF, Cp = 3 pF, Rs = 50 Ω

Uitgang :

  • Fs = 1 / (2 * π * √(0,02 * 0,03e-12)) = 1 / (6,283 * √(6e-15)) = 1 / (6,283 * 7,746e-8) = 2,05e6 Hz = 2,05 MHz
  • Fp = 1 / (2 * π * √(0,02 * ((0,03e-12 * 3e-12) / (0,03e-12 + 3e-12)))) = 2,05 MHz (iets hoger bij ≈ 2,05–2,06 MHz)
  • Q = (2 * π * 2,05e6 * 0,02) / 50 = (257.610) / 50 = 5152
  • Serieresonantiefrequentie = 2,05 MHz
  • Parallelle resonantiefrequentie = 2,06 MHz
  • Kwaliteitsfactor (Q) = 5152