¿Para qué se utilizan los cristales de 12.000393 MHz?

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Los encontré en www.digikey.com , y aparentemente están hechos por diferentes fabricantes, por lo que deben ser útiles. ¿Para qué se usan?

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y por qué ? El módem de 2400 baudios no ofrece una explicación: un cristal de 12 Mhz es mejor para eso que los 12,000393 Mhz.

frequency crystal Federico Russo
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Hay muchas otras frecuencias posiblemente interesantes, como 2.097152, 3.342336, 4.194304, 4.433619, 8.867238, 12.865625, 17.734475, etc. Quizás la pregunta podría extenderse para incluirlas (y quizás otras que me he perdido).
Thorn
@Thorn: pero esos no tienen una frecuencia cercana como alternativa. El 12000393 tiene solo 33 ppm desde 12MHz, lo que incluso puede estar dentro de las tolerancias.
Federico Russo
El comentario (¿ahora eliminado?) Acerca de las frecuencias DTMF parece encajar bien: significa que debe crear 8 frecuencias para DTMF y otras 5 para la transferencia de datos (1070/1270/1800/2025/2225 Hz), y todas ellas debe ser 0.01% dentro de las especificaciones ...
hli
@FedericoRusso: en algunos casos, puede ser necesario tener dos frecuencias cercanas, pero asegúrese de que una de ellas esté por encima de la otra. Por ejemplo, la velocidad de modulación de datos real en un módem de 1200 baudios o 2400 baudios es ligeramente superior a 1200 o 2400 baudios; el módem insertará bits de parada adicionales según sea necesario al transferir datos desde la conexión RS-232 de 1200 o 2400 baudios al modulador de datos ligeramente más rápido. Aún así, la velocidad de modulación de datos del módem es más de 33 ppm por encima de la velocidad nominal de 1200 o 2400 baudios.
supercat
@hli: comenté a esa respuesta eliminada que el error de un cristal de 12 MHz es inferior al 0,004%, lo cual es realmente insignificante; esos IC DTMF usaban filtros de paso de banda analógicos, no eran tan críticos, ciertamente no el 0.01% que usted reclama.
stevenvh

Respuestas:

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Editar: después de volver a esta pregunta aproximadamente una semana después de la publicación original, estoy bastante seguro de que mi respuesta aquí es incorrecta. Por favor vea los comentarios para la discusión. Si bien la mayor parte de la discusión es correcta, mi suposición en esta respuesta sobre cómo los fabricantes especifican la frecuencia parece ser incorrecta . En particular, la frecuencia se especifica al valor exacto especificado de la carga C , no a la frecuencia media que puede resultar del rango de carga C_ tolerable.

Un cristal, a diferencia de un oscilador, depende de la capacidad de carga proporcionada por el usuario para determinar su frecuencia de oscilación:

Agregar capacidad adicional a través de un cristal hará que la resonancia paralela se desplace hacia abajo. Esto se puede usar para ajustar la frecuencia a la que oscila un cristal. Los fabricantes de cristales normalmente cortan y recortan sus cristales para tener una frecuencia de resonancia especificada con una capacidad conocida de "carga" añadida al cristal. Por ejemplo, un cristal destinado a una carga de 6 pF tiene su frecuencia de resonancia paralela especificada cuando se coloca un condensador de 6.0 pF a través de él. Sin esta capacitancia, la frecuencia de resonancia es mayor.

El rango de tolerancia de capacitancia de la capacitancia proporcionada por el usuario se centra alrededor del valor nominal de la capacitancia. La relación entre la capacidad de carga y la frecuencia, sin embargo, no es lineal:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(Para obtener información general, consulte el gráfico en la página 4 y la discusión en la página 3 )

En la figura 2,

  • f es la frecuencia de cristal nominal (en verde),
  • C_load es la capacidad de carga nominal (en verde) y
  • miny max(en rojo) denotan los rangos mínimos y máximos de tolerancia.

El resultado de la no linealidad es que la frecuencia en la media del rango de tolerancia de la capacitancia (la línea púrpura) no se corresponde con la media del rango de tolerancia de frecuencia f.

Es convencional que los fabricantes definan valores nominales de componentes como la media de sus valores tolerables más altos y más bajos dada una lista de condiciones. Las condiciones dadas para el cristal en este caso son C_loadtolerancia +/-.

Relativa a la frecuencia en la capacitancia de carga nominal (la línea púrpura), la capacitancia de carga tolerable más baja C_load_minda como resultado un desplazamiento de frecuencia más alto hacia arriba (a f_max) que la capacitancia de carga tolerable más alta C_load_maxcausa un desplazamiento hacia abajo (a f_min). Esto significa que el valor nominal de la frecuencia de cristal, que fse define por convención como la media de las frecuencias más altas y más bajas, será ligeramente mayor que la frecuencia que resulta si la capacidad de carga es exactamente el valor nominal de la carga capacitancia (la línea morada).

Esa frecuencia media ligeramente más alta es de donde provienen los números después del punto decimal en la frecuencia nominal de 12,000393 MHz.

alx9r
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De acuerdo con esto, no debería haber frecuencias de cristal como 12,000 MHz, 4,000 MHz, 10,000 MHz, etc. Todos deben ser 4.000123 MHz o 10.000456 MHz.
stevenvh
Aún no lo entiendo. Cuando la frecuencia media que obtiene es mayor que la especificada, y desea tener, en la mayoría de los casos, la especificada, ¿la frecuencia de cristal elegida debería ser menor que la que necesita? Si quiero obtener 12.000000 MHz, y estar en 50ppm más o menos, ¿no debería usar un cristal de 11.999800 MHz, de modo que mi rango de frecuencia esté entre 11.999000 y 12.001000 MHz?
hli
Además, los requisitos de frecuencia de los chips mencionados anteriormente también dan esta frecuencia como requisito cuando se utiliza un oscilador externo. Por lo tanto, no parece tener que ver con la precisión de la frecuencia.
hli
@hli Haces un buen punto y planteaste otra pregunta: ¿Cuál es el significado de la frecuencia nominal que especifican los fabricantes? ¿La frecuencia de 16.000312 MHz especificada en los datos RC224AT ​​se refiere a la frecuencia resonante en serie? La frecuencia antirresonancia? ¿O es la frecuencia de resonancia paralela dada una capacidad de carga particular? Esa pregunta está aquí .
alx9r
@hli Supongo que se está refiriendo a la hoja de datos RC224ATL. Esa hoja de datos especifica un cristal de 16,000312 MHz con 56 pF +/- 5% de capacitancia de carga. No especifica una frecuencia de entrada máxima o mínima a XTLI.
alx9r
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Parece que se usa en módems antiguos (hasta 2400 baudios parece). Encontré varios enlaces que describen los contenidos de viejos módems de 2400 baudios, y todos ellos enumeran un cristal como componente. Pero desafortunadamente no he encontrado un circuito hasta ahora.

Pero no puedo ver qué frecuencia objetivo puede crear que un cristal de 12MHz no puede (después de todo, 12MHz dividido por 5000 es exactamente 2400). Creo que los motivos están escondidos en los antiguos estándares de módem (V.22bis y anteriores), pero para esto necesitas a alguien que los conozca de memoria ...

hli
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No sé por qué se requiere una frecuencia tan extraña, pero se utilizan, por ejemplo, para controlar el chip de módem integrado Rockwell RC224AT ​​/ 1.

jarnbjo
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Bueno, DSP puede volverse raro. Si tiene algo que ver con las funciones de Bessel, la respuesta no será publicada por mí :)
gbarry
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Informe de fallo:

Tan cerca, pensé, pero aún no hay cookie :-)

Versión manual y realmente legible de ese circuito aquí, pero aún no hay una pista real. Tenga en cuenta que el cristal PUEDE ser operado en el tercer (u otro) modo de sobretono.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Russell McMahon
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Esto no parece una respuesta, pero descubrir cómo le dice al chip del módem que tiene un cristal de 12,000393 MHz en lugar de un 16,000312 MHz podría conducir a un descubrimiento. Si esto fuera una película, habría una búsqueda para localizar al tipo que la diseñó ...
Chris Stratton
@Chris: no es una respuesta, pero confirma la tendencia de las otras respuestas (incluida la eliminada): ¡claramente es algo moderno!
stevenvh
La hoja de datos RC224AT tiene esto en la página 2-12. Para cada velocidad de transmisión, el generador de velocidad de transmisión se programa en consecuencia. Se utiliza una frecuencia base de 115200Hz, por lo que con el cristal de 12MHz, en lugar de un divisor de 48 para 2400 baudios, se debe utilizar un divisor de 36.
hli
@ChrisStratton - "Esto no parece ..." -> Por eso se titula "Informe de fallas". El objetivo era ser útil. Lo agregué ya que se agrega al cuerpo de conocimiento hasta ahora, demuestra en qué lugar de un circuito típico se usa un xtal y proporciona un circuito de módem comercial completo usando uno. Un poco difícil de encajar en un comentario. Claro, podría haber dejado la imagen, pero informa a las personas lo suficientemente bien sin tener que cavar. et al. Lo que sea.
Russell McMahon
Dado que existen muchas otras implementaciones de módem (incluso para los mismos estándares Vx) que usan frecuencias adecuadas (es decir, con divisores enteros a las frecuencias deseadas), creo que tiene más que ver con la implementación real, en lugar de ser un requisito general . Puede ser que requiera que la señal del reloj esté ligeramente fuera de sincronización con las señales procesadas (por ejemplo, si sincroniza en un cuadro de inicio, y cuando llega el siguiente cuadro de inicio, está en medio de un período de reloj, y no en un reloj borde). Pero esto también es solo una suposición.
hli
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La respuesta parece ser aburrida: están configurados a esas frecuencias específicas para garantizar que sean> = 12.000000mhz en todo su rango de temperatura.

Myforwik
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¿Porqué sería eso necesario? ¿No sería mejor tener tolerancias más y menos, para que la desviación máxima sea menor?
Federico Russo