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Bauelemente So finden Sie den perfekten Quarzoszillator für Ihr Projekt

Autor / Redakteur: Axel Gensler * / Margit Kuther

PXO, TCXO, VCXO, etc. – wer einen Quarzoszillator für seine Schaltung sucht, hat die Qual der Wahl. Endrich informiert über Bauformen und Einsatzgebiete.

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Oszillatoren: Voltage Controlled Crystal Oszillatoren haben eine veränderbare Ausgangsfrequenz und eignen sich insbesondere für die Telekommunikationsindustrie
Oszillatoren: Voltage Controlled Crystal Oszillatoren haben eine veränderbare Ausgangsfrequenz und eignen sich insbesondere für die Telekommunikationsindustrie
(Bild: Endrich)

Geschätzte 3,6 Mrd. € (Quelle: SMI) beträgt der weltweite Markt für Quarze und Oszillatoren, den Hersteller aus Asien dominieren. Ca. 1/3 dieses TAM (Total Available Market) entfällt auf Oszillatoren. Oszillatoren haben gegenüber Quarzen den Vorteil, dass sie bereits alle Bauelemente zur Erzeugung der Frequenz integrieren. Die herstellerseitige Optimierung der Oszillatorschaltung bringt zudem eine höhere Genauigkeit in die Kundenapplikation und vermindert so den Entwicklungsaufwand.

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Zudem lassen sich in extrem kleinen Gehäusen bereits niedrige Frequenzen fertigen. Ist ein handelsüblicher Quarz im SMD-Gehäuse (2,5 mm x 2,0 mm) erst ab Frequenzen von größer/gleich 16 MHz realisierbar, werden Oszillatoren in dieser Bauform bereits ab 500 kHz angeboten. Zudem reduzieren neue Fertigungsverfahren die Herstellungskosten, was den Preisunterschied zwischen Oszillator und Quarz, bei dem die externe Beschaltung noch erfolgen muss, zunehmend reduziert.

Verschiedenste Bauformen und ihre Einsatzgebiete

(Bild: Endrich)

Die bedrahteten Bauformen DIL8 und DIL14 werden für neue Projekte nicht mehr herangezogen. Die Entwicklung der Stückzahlen spricht für die SMD-Bauformen. Diese werden besonders in Entertainment, in der drahtlosen Datenkommunikation, in Handgeräten und PC-Applikationen eingesetzt. Also dort, wo Miniaturisierung bei niedriger Frequenz und hohen Stückzahlen das erklärte Ziel ist.

De facto können SMD-Oszillatoren sowohl im 7 mm x 5 mm Gehäuse als auch im 5 mm x 3,2 mm Gehäuse das Preisniveau der bedrahteten Typen erreichen, die Bauform 3,2 mm x 2,5 mm ist auf den besten Weg dahin. Es geht aber noch kleiner: SMI (Vertrieb Endrich) realisiert Oszillatoren, VCOs und TCXOs im 2,0 mm x 1,6 mm Gehäuse.

Quarz-Oszillatoren in ihrer einfachsten Bauform als Präzisions-Oszillatoren (PXO) sind von 0,5 bis 150 MHz verfügbar. Bei Frequenzen oberhalb 50 MHz steigt in der Regel der Preis. Für diese Anwendungen kommt der Kunde mit einer Frequenzstabilität von ±50 ppm (diese beinhaltet Toleranz bei 25 °C und die Stabilität über dem Arbeitstemperaturbereich) aus. Der Temperaturbereich im industriellen Umfeld liegt bei –20 °C bis +70 °C (–40 °C bis +85 °C). Mit entsprechend guten Quarzen als Taktgeber ist aber auch die Frequenzstabilität von ±10 ppm bereits als Standard verfügbar, z.B. beim 32SMOHG-S von SMI.

Werkseitig programmierbare Oszillatoren für die Entwicklung

Programmierbare Oszillatoren helfen, um in der Entwicklungsphase kurzfristig an Prototypen zu gelangen. Dafür ist jedoch ein deutlich höherer Preis zu zahlen. Programmierbare Oszillatoren sind in den SMD-Bauformen 7 mm x 5 mm bis herunter zu 2,5 mm x 2,0 mm erhältlich und Pin-kompatibel zu den Festfrequenz-Oszillatoren. Der problemlose Wechsel nach der Entwicklungsphase ist damit sichergestellt.

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