Cristales de cuarzo: ESR y cómo calcular la disipación de potencia (o nivel de conducción)

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Estoy confundido acerca de algo con respecto a los cristales de cuarzo. Más específicamente, no puedo entender la diferencia entre la resistencia en serie efectiva o equivalente (ESR o \ $ R_e \ $), y la resistencia en movimiento (\ $ R_1 \ $).

A continuación se muestra el circuito equivalente típico de un cristal (la fuente es la AN-1260 App-Note de Analog).

Tambiénhayunafórmulaquedalaresistenciaequivalenteaunacapacidaddecargadada\$C_L\$:$$ESR=R_1\cdot\left(1+\frac{C_0}{C_L}\right)^2$$

Segúnentiendo,laESRincluye\$R_1\$ytambiénlaspartesresistivasde\$L_1\$y\$C_1\$.¿Esesocierto?

Miconfusiónestárealmenterelacionadaconcómodebocalcularlapotenciadisipadaenelcristal(niveldeunidad).Quierodecir,engeneral,podemosdecirquelapotenciaesiguala$$P=I^2\cdotR$$pero¿qué"R" debemos poner allí? ¿Son las pérdidas por resistencia, por lo tanto la resistencia de movimiento \ $ R_1 \ $ o la resistencia de serie equivalente ESR?

Personalmente usaría \ $ R_1 \ $ pero parece haber una confusión en la literatura. Por lo tanto, la nota de la aplicación que he vinculado anteriormente usa \ $ R_1 \ $ y lo mismo hacen otras fuentes como el AN826 App-Note de Microchip o la AN3208 App-Note de NXP. Pero otras fuentes utilizan el ESR, como el informe de aplicación SWRA495 de TI o AN2867 Nota de aplicación de ST!

Entonces, ¿cuál es la resistencia correcta para usar ?!

    
pregunta nickagian

1 respuesta

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La forma en que lo entiendo es que la ESR incluye R1 y también la   Partes resistivas de L1 y C1. ¿Es eso cierto?

Tienes demasiados "C1's" para responder sin confusión. La ESR informada por el fabricante del cristal se mide en resonancia en serie , donde la ESR se acerca mucho a R1. En algunas plantillas de prueba, lo suficientemente cerca como para decir R1 = ESR.
Pero tenga en cuenta que la mayoría de estos osciladores Pierce nunca se ejecutan a la frecuencia de resonancia de la serie . Se ejecutan a una frecuencia por encima de la resonancia en serie y por debajo de la resonancia en paralelo (limitada por C0). El modelo de movimiento de un cristal está representado por L1, R1, en serie con uno de sus C1. Estos se muestran a menudo como Rm, Cm, Lm. Estos valores de los componentes varían con la temperatura, no con la frecuencia. Recuerde que Rm, Cm, Lm son modelos eléctricos de resonancia mecánica.

La ruta de retroalimentación completa (vista por el amplificador inversor) tiene una resistencia equivalente que varía con la frecuencia. En la frecuencia de oscilación, su resistencia equivalente es ciertamente más alta que R1.

Dado que el fabricante de cristal evalúa el cristal en resonancia en serie, suponga que la limitación de potencia implica R1 (o Rm). Un cristal de 100 uW, con Rm = 30 ohms puede soportar 1,8 mA rms de corriente a través de esa serie RLC rama . Así que estás en el camino correcto, centrado en la corriente y R1. A la frecuencia real del oscilador, esta corriente no se puede medir, solo se calcula a partir de un modelo.

    
respondido por el glen_geek

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