Wofür werden 12,000393-MHz-Quarze verwendet?

Ich habe sie auf www.digikey.com gefunden , und sie werden anscheinend von verschiedenen Herstellern hergestellt, also muss es einen Nutzen für sie geben. Wofür werden sie verwendet?

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und warum ? Das 2400-Baud-Modem bietet keine Erklärung: ein 12-MHz-Quarz ist dafür besser geeignet als die 12,000393-MHz.

Es gibt viele andere möglicherweise interessante Frequenzen wie z.
@ Thorn: aber diese haben alternativ keine enge Frequenz. Der 12000393 beträgt nur 33 ppm von 12 MHz, was sogar innerhalb der Toleranzen liegen kann.
Der (jetzt gelöschte?) Kommentar zu DTMF-Frequenzen scheint gut zu passen - es bedeutet, dass Sie 8 Frequenzen für DTMF und weitere 5 für die Datenübertragung (1070/1270/1800/2025/2225 Hz) und alle erstellen müssen müssen 0,01% innerhalb der Spezifikation sein ...
@FedericoRusso: In einigen Fällen kann es notwendig sein, zwei nahe beieinander liegende Frequenzen zu haben, aber stellen Sie sicher, dass eine über der anderen liegt. Beispielsweise liegt die tatsächliche Datenmodulationsrate bei einem 1200-Baud- oder 2400-Baud-Modem etwas über 1200 oder 2400 Baud; Das Modem fügt bei Bedarf zusätzliche Stoppbits ein, wenn Daten von der 1200- oder 2400-Baud-RS-232-Verbindung zum etwas schnelleren Datenmodulator übertragen werden. Dennoch liegt die Datenmodulationsrate des Modems mehr als 33 ppm über der Nennrate von 1200 oder 2400 Baud.
@hli - Ich habe zu dieser gelöschten Antwort kommentiert, dass der Fehler eines 12-MHz-Quarzes weniger als 0,004% beträgt, was wirklich vernachlässigbar ist. Diese DTMF-ICs verwendeten analoge Bandpassfilter, sie waren nirgendwo so kritisch, schon gar nicht die 0,01 %, die Sie behaupten.
@stevenh Basic Engineering würde darin bestehen, dass die Detektoren so ausgelegt sind, dass sie einen viel größeren Bereich akzeptieren, wobei die Sender innerhalb eines viel engeren Bereichs produzieren müssen.
@Chris - Einverstanden, aber von welcher Fehlerstufe sprechen wir: 33 ppm. Ein Standardkristall hatte zu dieser Zeit möglicherweise eine Toleranz von 50 ppm + Tempco.
@stevenh - die DTMF-Frequenzen haben eine Genauigkeit von bis zu 1,5% (ab?) - aber die Modemsignale müssen viel genauer sein. V.29 besagt, dass die Trägerfrequenz von 1700 Hz nicht mehr als 1 Hz abweichen darf - das sind 0,5 % (was immer noch mehr ist als die 0,1 %, die ich anstelle von 0,01 % schreiben wollte ...)
@hli - Wenn 0,5 % erforderlich sind, stimmen Sie meiner Meinung nach zu, dass eine Frequenz, die 0,003 % von 12 MHz abweicht, sinnlos ist?
@Thorn Diese Antwort enthält eine gute Erklärung dafür, wie Baudraten zu diesen anderen ungeraden Frequenzen führen können.
Ich könnte einen Quarz mit einem Lastkondensator auf 400 Hz ziehen. Es wäre seltsam, einen solchen Quarz zu verkaufen, anstatt "12.000MHz mit 32pf Last" zu sagen. Aber ich habe seltsame Dinge gesehen, die von denen hervorgebracht wurden, die ihre Geschichte nicht kennen.
@stevenh - du hast recht. Aber das Interessante daran ist, dass Sie mit einem solchen Kristall alle Modem- und DTMF-Frequenzen zu sehr nahe an ihrem Platz haben können (innerhalb von 0,1 Hz, wenn ich mich an diesen Kommentar richtig erinnere - nicht überprüft). Meine andere Vermutung (wie unten kommentiert) wäre, dass die tatsächliche Implementierung sicherstellen muss, dass die generierte Uhr nicht mit der Datenuhr synchronisiert, sondern etwas schneller ist.
@hli: Unter der Annahme, dass der Takt von 12,000393 MHz genau ist und Sie ihn auf etwas über 2400 Hz teilen, können Sie immer noch nicht garantieren, dass der Takt höher als die Datenrate ist. Im asynchronen Modus erfordert die V.22bis-Spezifikation, dass der Empfänger Signalisierungsraten zwischen 2400 und 2455 bps akzeptiert.
@jarnbjo - deshalb habe ich es "eine Vermutung" genannt. Eigentlich hat keiner von uns hier eine Ahnung warum das so ist :(

Antworten (5)

Bearbeiten: Nachdem ich ungefähr eine Woche nach dem ursprünglichen Beitrag auf diese Frage zurückgekommen bin, bin ich mir ziemlich sicher, dass meine Antwort hier falsch ist. Bitte beachten Sie die Kommentare zur Diskussion. Während die meisten Diskussionen korrekt sind, scheint meine Vermutung in dieser Antwort darüber, wie die Frequenz von den Herstellern angegeben wird, falsch zu sein . Insbesondere wird die Frequenz auf den exakt spezifizierten Wert von C_load spezifiziert , nicht auf die mittlere Frequenz, die sich aus dem Bereich der tolerierbaren C_load ergeben kann.

Ein Quarz hängt im Gegensatz zu einem Oszillator von der vom Benutzer bereitgestellten Lastkapazität ab , um seine Schwingungsfrequenz zu bestimmen:

Das Hinzufügen einer zusätzlichen Kapazität über einem Kristall bewirkt, dass sich die Parallelresonanz nach unten verschiebt. Damit lässt sich die Frequenz einstellen, mit der ein Quarz schwingt. Kristallhersteller schneiden und trimmen normalerweise ihre Kristalle, um eine bestimmte Resonanzfrequenz mit einer bekannten "Last"-Kapazität zu haben, die dem Kristall hinzugefügt wird. Beispielsweise hat ein Quarz, der für eine 6-pF-Last vorgesehen ist, seine angegebene Parallelresonanzfrequenz, wenn ein 6,0-pF-Kondensator darüber gelegt wird. Ohne diese Kapazität ist die Resonanzfrequenz höher.

Der Kapazitätstoleranzbereich der vom Benutzer bereitgestellten Kapazität ist um den Nennwert der Kapazität zentriert. Der Zusammenhang zwischen Lastkapazität und Frequenz ist jedoch nicht linear:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

(Hintergrundinformationen finden Sie in der Grafik auf Seite 4 und in der Diskussion auf Seite 3 )

In Abbildung 2,

  • fist die nominale Quarzfrequenz (in grün),
  • C_loadist die Nennlastkapazität (in grün), und
  • minund max(in Rot) bezeichnen die minimalen und maximalen Toleranzbereiche.

Die Folge der Nichtlinearität ist, dass die Frequenz am Mittelwert des Toleranzbereichs der Kapazität (die violette Linie) nicht mit dem Mittelwert des Frequenztoleranzbereichs übereinstimmt f.

Es ist üblich, dass Hersteller Nennwerte von Komponenten als den Mittelwert ihrer höchsten und niedrigsten tolerierbaren Werte unter einer gegebenen Liste von Bedingungen definieren. Die gegebenen Bedingungen für den Quarz sind in diesem Fall C_load+/- Toleranz.

Relativ zur Frequenz bei der Nennlastkapazität (die violette Linie) führt die niedrigste tolerierbare Lastkapazität C_load_minzu einer höheren Frequenzverschiebung nach oben (zu f_max) als die höchste tolerierbare Lastkapazität C_load_maxzu einer Verschiebung nach unten (zu f_min). Dies bedeutet, dass der Nennwert der fQuarzfrequenz – der per Konvention als Mittelwert der höchsten und niedrigsten Frequenz definiert ist – etwas höher sein wird als die Frequenz, die sich ergibt, wenn die Lastkapazität genau dem Nennwert der Last entspricht Kapazität (die violette Linie).

Aus dieser etwas höheren mittleren Frequenz stammen die Zahlen nach dem Komma in der Nennfrequenz von 12,000393 MHz.

Demnach dürften Quarzfrequenzen wie 12.000 MHz, 4.000 MHz, 10.000 MHz, etc gar nicht vorhanden sein. Sie sollten alle 4,000123 MHz oder 10,000456 MHz betragen.
Ich verstehe es immer noch nicht. Wenn die mittlere Frequenz, die Sie erhalten, höher als die angegebene ist und Sie in den meisten Fällen die angegebene haben möchten, sollte die gewählte Quarzfrequenz niedriger sein als die, die Sie benötigen? Wenn ich 12,000000 MHz erhalten möchte und bei etwa 50 ppm sein möchte, sollte ich dann nicht einen 11,999800-MHz-Quarz verwenden, sodass mein Frequenzbereich irgendwo zwischen 11,999000 und 12,001000 MHz liegt?
Auch die Frequenzanforderungen der oben erwähnten Chips geben diese Frequenz als Anforderung an, wenn ein externer Oszillator verwendet wird. Es scheint also nichts mit der Frequenzgenauigkeit zu tun zu haben.
@hli Sie machen einen guten Punkt und haben eine ganz andere Frage aufgeworfen: Was bedeutet die von den Herstellern angegebene Nennfrequenz? Bezieht sich die in den RC224AT-Daten angegebene Frequenz von 16,000312 MHz auf die Serienresonanzfrequenz ? Die Antiresonanzfrequenz? Oder ist es die parallele Resonanzfrequenz bei einer bestimmten Lastkapazität? Diese Frage ist hier .
@hli Ich nehme an, Sie beziehen sich auf das RC224ATL-Datenblatt. Dieses Datenblatt spezifiziert einen 16,000312-MHz-Quarz mit 56 pF +/- 5 % Lastkapazität. Es gibt keine maximale oder minimale Eingangsfrequenz für XTLI an.
@hli Mein erster Kommentar hier war verwirrend und ich denke nicht hilfreich oder in die richtige Richtung. Ich habe es gelöscht. Diese ganze Diskussion dreht sich um die Antwort auf diese Frage .

Es scheint in alten Modems verwendet zu werden (bis zu 2400 Baud, wie es scheint). Ich habe mehrere Links gefunden, die den Inhalt alter 2400-Baud-Modems beschreiben , und alle führen einen solchen Kristall als Komponente auf. Aber leider habe ich bisher keine Schaltung gefunden.

Aber ich kann nicht sehen, welche Zielfrequenz er erzeugen kann, was ein 12-MHz-Quarz nicht kann (immerhin sind 12 MHz geteilt durch 5000 genau 2400). Ich denke, die Gründe sind irgendwo in den alten modernen Standards (V.22bis und früher) vergraben, aber dafür braucht man jemanden, der sie auswendig kennt ...

Ich weiß nicht, warum so eine ungerade Frequenz benötigt wird, aber sie werden zB verwendet, um den integrierten Modemchip Rockwell RC224AT/1 anzutreiben.

Nun, DSP kann seltsam werden. Wenn es etwas mit Bessel-Funktionen zu tun hat, wird die Antwort nicht von mir gepostet :)

Störungsbericht:

So nah, dachte ich, aber immer noch kein Keks :-)

Handbuch und tatsächlich lesbare Version dieser Schaltung hier , aber immer noch keine wirkliche Ahnung. Beachten Sie, dass Quarz im 3. (oder anderen) Obertonmodus betrieben werden KANN.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies scheint keine Antwort zu sein, aber herauszufinden, wie Sie dem Modemchip mitteilen, dass er einen 12,000393-MHz-Quarz anstelle eines 16,000312-MHz-Quarzes hat, könnte zu einer Entdeckung führen. Wenn dies ein Film wäre, gäbe es eine Suche nach dem Typen, der ihn entworfen hat ...
@Chris - Keine Antwort, aber es bestätigt den Trend der anderen Antworten (einschließlich Ihrer gelöschten): Dies ist eindeutig eine Modemsache!
Das RC224AT-Datenblatt hat dies auf Seite 2-12. Für jede Baudrate wird der Baudratengenerator entsprechend programmiert. Es wird eine Basisfrequenz von 115200 Hz verwendet, daher muss beim 12-MHz-Quarz anstelle eines Teilers von 48 für 2400 Baud ein Teiler von 36 verwendet werden.
@ChrisStratton - "Das scheint nicht ..." -> Deshalb heißt es "Fehlerbericht". Das Ziel war, nützlich zu sein. Ich habe es hinzugefügt, da es das bisherige Wissen erweitert, zeigt, wo in einer typischen Schaltung ein solches xtal verwendet wird, und stellt eine vollständige kommerzielle Modemschaltung bereit, die eine solche verwendet. Ein bisschen schwierig, in einen Kommentar zu passen. Sicher, ich hätte das Bild weglassen können, aber es informiert die Leute gut genug, ohne graben zu müssen. et al. Wie auch immer.
Da es viele andere Modemimplementierungen gibt (sogar für die gleichen Vx-Standards), die die richtigen Frequenzen verwenden (dh mit ganzzahligen Teilern zu den gewünschten Frequenzen), hat dies meiner Meinung nach mehr mit der tatsächlichen Implementierung zu tun, anstatt eine allgemeine Anforderung zu sein . Es kann sein, dass das Taktsignal mit den verarbeiteten Signalen leicht asynchron sein muss (z. B. Sie synchronisieren auf einem Startframe, und wenn der nächste Startframe eintrifft, befinden Sie sich mitten in einer Taktperiode und nicht auf einer Uhr Kante). Aber auch das ist nur eine Vermutung.

Die Antwort scheint langweilig zu sein: Sie sind auf diese spezifischen Frequenzen eingestellt, um sicherzustellen, dass sie über ihren gesamten Temperaturbereich >= 12,000000 MHz sind.

Warum wäre das notwendig? Wäre es nicht besser, Toleranzen plus und minus zu haben, damit die maximale Abweichung geringer ist?
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