CC BY
63Компоненты и технологии, № 3'2004
Кварцевые резонаторы и генераторы
компании Rakon
Новозеландская компания Rakon Limited относится к признанным мировым лидерам в производстве высокостабильных кварцевых резонаторов и генераторов частоты. Продукция компании разрабатывается в соответствии с уникальными и специфическими требованиями, предъявляемыми к устройствам, работающим в таких отраслях телекоммуникаций, как GPS и сотовая связь (CDMA-, GSM-стандартов).
Михаил Гудин
Rakon стал пионером в разработке и производстве высокоточных и сверхстабильных генераторов, функционирующих в условиях агрессивной среды. В результате, по итогам 2002 года, более половины от суммарного объема генераторов и кварцевых резонаторов, применяемых в устройствах GPS, приходится на приборы Rakon (по данным Rakon Limited).
Компания была основана в Новозеландском Окленде в 1967 году. Растущий спрос со стороны азиатской электронной промышленности позволил Rakon в 1972 году запустить дополнительное производство в Сингапуре. С начала 80-х компания активизировала усилия по разработке и успешно внедрила в серийное производство первую серию тер-моконпенсированных генераторов (Temperature Compensated Crystal Oscillators, TCXO), и уже в 1995 году была признана японским IT-гигантом NEC лучшим поставщиком TCXO, использующихся в производстве мобильных телефонов.
В 1991 году крупнейшие американские производители GPS-оборудования Magellan and Rockwell
RAKON
OSCILLATORS
TCXO's
{smdI
IT5300, 7500, 100, 200B,
TX0200A, 200B, 200U, 500, 700, 600
-I Thru hole]
TX0400, 4080, 600
CRYSTALS
Communication
Lsmd
UM-1SJ
RSX-1, 2, 3, 5, 6
H Microprocessor MSMDl
CSX-1,3
HC-49
SMD
IVT5300, 7500, 100, 200B,
VTX0200A, 200B, 200U, 500, 700, 600
\ Thru hole I
VTX0400, 4080, 600
{ Clock oscillators
L-fSMPl
SX0314, 110,114 Рис. 1. Основные продукты компании Rakon
разместили в Rakon долгосрочный заказ на изготовление термокомпенсированных генераторов. В результате стремительного развития GPS-индустрии и гибкой промышленной и коммерческой политики Rakon в период с 1995 по 2000 год удвоил производственные площади.
Крупнейшими клиентами Rakon сегодня являются: Motorola, Nortel Networks, Trimble, Rockwell, Raytheon, Tyco, IBM, Conexant, Metricom, Garmin, Nokia, Samsung, Qualcomm, Ericsson, Magellan и Hewlett Packard.
Основные продукты компании Rakon представлены на рис. 1.
Кварцевые резонаторы «для систем связи» (communication crystals) выпускаются в корпусе, предназначенном для поверхностного монтажа. Резонаторы серии UM-1SJ производятся в металлическом корпусе и обладают высокой стабильностью частоты при работе в условиях агрессивной внешней среды. Они не теряют своих характеристик (табл. 1) при вибрации от 30 до 1500 кГц, температуре 85 °С и влажности 85%, а также успешно проходят тестирование на «термический шок» (температура внешней среды изменяется каждые 30 минут в течение 5 дней с -40 до +85 °С).
Резонаторы серии RSX успешно применяются в коммуникационных устройствах, где критическое значение имеет размер. Они производятся в керамическом корпусе с металлическим покрытием и обладают превосходной краткосрочной стабильностью частоты (10-9).
Резонаторы для микропроцессоров (серии CSX и HS-49) доступны в металлических корпусах, предназначенных для поверхностного монтажа. Для данной группы продукции характерна низкая стоимость в сочетании с высокими показателями стабильности и точности настройки частоты.
Термокомпенсированные генераторы и термокомпенсированные генераторы, управляемые напряжением или VCTXO (табл. 2) также работают при температуре от -40 до +85 °С. Кратковременная нестабильность частоты (вариация Алана) за 1 с не превышает уровень 1 ppb (10-9), точность настройки — 1 ppm (10-6).
Компоненты и технологии, № 3'2004
Таблица 1. Основные характеристики кварцевых резонаторов Rakon
Размеры,
мм
Внешний вид
MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN
RSX1
RSX2
RSX3
RSX5
UM-4J
UM-1SJ
CSX-1L
CSX-1
CSX-3
HC-49/SML
HC-49/SM
10
16
12,8
12
3,2
10
30
32
35
50
40
40,32
-55
-10
85
105
60
10
10
25
26
50
10
50
25
100
50
16
12
Таблица 2. Краткие характеристики TCXO, VTCXO
— nO ££ ф n
X £ .flSO , 5^ $s g
СЧ &SX * ХФ x
8 OO s Фх-вЗ 4 І E
cS ^ ccLc;£ o* s
is г5^Ц ЗІ S
-i£ ® гё «I 1
л wy x a
MIN MAX MIN MAX MIN MAX MIN MAX Є
Размеры,
мм
Внешний вид
Модели серий ТХО УТХ0200и строятся на базе резонатора ИМ-18 и имеют отличные показатели уровня фазовых шумов в интервале настроек от несущего колебания (табл. 3). Генераторы данной серии не имеют ручного триммера, и, благодаря герметичности корпуса, могут быть использованы в условиях повышенной влажности.
Изделия серии 200В, так же, как и 200И, имеют четырехвыводной металлический корпус, а благодаря использованию миниатюрного резонатора серии И8Х-3, толщина корпуса ТХО УТХО200В составляет всего 2 мм. Генераторы серии 200А идентичны 200В, но имеют семивыводной интерфейс.
Таблица 3. Фазовые шумы ТХ020011, УТХ0200У
Частота генератора, МГц
Спектральная плотность мощности фазовых шумов, дБ/Гц при отстройке: <12 <17 <32
1 Гц -60 -55 -50
10 Гц -90 -85 -80
100 Гц -120 -115 -110
1 кГц -140 -135 -135
10 кГц -145 -145 -145
100 кГц -150 -150 -150
Интегрированные генераторы сигнала ограниченной синусоиды серий IT IVT100 и IT IVT200B используют для температурной компенсации аналоговую микросхему и служат экономичным высокостабильным решением во многих телекоммуникационных применениях (сотовая связь стандартов TDMA/AMPS/ CDMA, PCMCIA CDPD-карты, пейджинговая и спутниковая связь). Генераторы серий IT IVT7500 и 5300 находят применение в тех же областях, что и модели серий 100 и 200B, но имеют еще меньший размер корпуса.
Генераторы серии TXO VTXO4080 производятся в металлическом корпусе c установкой выводов в отверстия (thru hole package) с выходным сигналом в виде чистой и ограниченной синусоиды; а модели серии TXO VTXO4080D выдают на выходе прямоугольный КМОП-сигнал.
Модели генераторов TXO VTXO600C выдают на выходе чистую синусоиду или прямоугольный КМОП-сигнал и доступны в корпусе DIP14.
Модели серий 500 и 700 в корпусе для поверхностного монтажа по характеристикам идентичны серии 600, выходная частота у данных моделей генераторов может фиксироваться в диапазоне от 8,2 до 32 МГц.
Все генераторы серий 4080, 600, 700, 500 и 400 построены на базе резонатора UM- 1S серии и обладают превосходными показателями температурной стабильности и устойчивости к действиям агрессивной среды.
Напряжение питания вышеперечисленных генераторов варьируется от 2,7 до 5 В, (стабильность 0,3 ppm при комнатной температуре), потребляемый ток находится в пределах 2 мА.
Часовые генераторы Rakon (табл. 4) выпускаются в керамическом корпусе с металлическим покрытием и имеют рабочий диапазон температур -10... +70 °С, напряжение
Модель
2
5
8
3
7
8
2
5
Модель
Компоненты и технологии, № 3'2004
Таблица 4. Некоторые характеристики часовых генераторов Rakon
Модель Диапазан частот, MГц Напряжение питания, В Выходное напряжение Размеры, мм
MIN MAX MIN MAX MIN MAX
SXO314A 1,8 50 2,97 3,63 2,97 0,33
SXO110A 7,5x5x1,4
SXO114A 8,2 32 4,5 5,5 4,5 0,5
Внешний вид
питания — 3,3 и 5 В, а их потребляемый ток колеблется в диапазоне 12-75 мА. Стабильность частоты для данной группы генераторов не превышает 50 ppm.
Наряду с вышеописанными продуктами компания Rakon разрабатывает и производит термостатированные кварцевые генераторы (oven-controlled crystal oscillator, OCXO), на описании которых мы остановимся в следующей статье.
