Para que são utilizados os cristais de 12.000393 MHz?

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Encontrei-os em www.digikey.com , e eles são aparentemente feitos por diferentes fabricantes, portanto, deve haver alguma utilidade para eles. Para que são usados?

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e por quê ? O modem de 2400 baud não oferece uma explicação: um cristal de 12 Mhz é melhor para isso do que os 12.000393 Mhz.

frequency crystal

— Federico Russo
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Existem muitas outras frequências possivelmente interessantes, como 2.097152, 3.342336, 4.194304, 4.433619, 8.867238, 12.865625, 17.734475, etc. Talvez a questão possa ser estendida para incluir essas (e talvez outras que eu tenha perdido).

— Thorn

@ Thorn: mas esses não têm uma frequência próxima como alternativa. O 12000393 é de apenas 33 ppm a partir de 12MHz, o que pode até estar dentro das tolerâncias.

— Federico Russo

O comentário (agora excluído?) Sobre as frequências DTMF parece um bom ajuste - significa que você precisa criar 8 frequências para DTMF e outras 5 para a transferência de dados (1070/1270/1800/2025/2225 Hz), e todas elas necessidade de ser 0,01% dentro das especificações ...

— HLI

@FedericoRusso: Em alguns casos, pode ser necessário ter duas frequências próximas, mas certifique-se de que uma delas esteja acima da outra. Por exemplo, a taxa real de modulação de dados em um modem de 1200 baud ou 2400 baud está ligeiramente acima de 1200 ou 2400 baud; o modem inserirá bits de parada extras conforme necessário ao transferir dados da conexão RS-232 de 1200 ou 2400 baud para o modulador de dados um pouco mais rápido. Ainda assim, a taxa de modulação de dados do modem é mais de 33ppm acima da taxa nominal de 1200 ou 2400 bauds.

— supercat

@hli - comentei com a resposta excluída que o erro de um cristal de 12 MHz é inferior a 0,004%, o que é realmente insignificante; esses ICs DTMF usavam filtros analógicos de banda, eles não eram tão críticos, certamente não os 0,01% que você afirma.

— stevenvh

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Edit: Depois de voltar a esta pergunta uma semana ou mais após a postagem original, tenho certeza de que minha resposta aqui está incorreta. Por favor, veja os comentários para a discussão. Embora a maior parte da discussão esteja correta, minha presunção nesta resposta sobre como a frequência é especificada pelos fabricantes parece estar incorreta . Em particular, a frequência é especificada no valor exato exato da _carga C , não na frequência média que pode resultar da faixa de C_load tolerável.

Um cristal diferente de um oscilador depende da capacitância de carga fornecida pelo usuário para determinar sua frequência de oscilação:

A adição de capacitância adicional através de um cristal fará com que a ressonância paralela se desloque para baixo. Isso pode ser usado para ajustar a frequência na qual um cristal oscila. Os fabricantes de cristais normalmente cortam e aparam seus cristais para ter uma frequência de ressonância especificada com uma capacitância de 'carga' adicionada ao cristal. Por exemplo, um cristal destinado a uma carga de 6 pF tem sua frequência de ressonância paralela especificada quando um capacitor de 6,0 pF é colocado sobre ele. Sem essa capacitância, a frequência de ressonância é maior.

A faixa de tolerância da capacitância fornecida pelo usuário é centrada em torno do valor nominal da capacitância. A relação entre capacitância de carga e frequência, no entanto, não é linear:

insira a descrição da imagem aqui

(Para informações detalhadas, consulte o gráfico na página 4 e discussão na página 3 )

Na figura 2,

f é a frequência nominal do cristal (em verde),
C_load é a capacitância de carga nominal (em verde) e
mine max(em vermelho) denotam os limites mínimo e máximo das faixas de tolerância.

O resultado da não linearidade é que a frequência na média da faixa de tolerância da capacitância (a linha roxa) não corresponde à média da faixa de tolerância da frequência f.

É convencional que os fabricantes definam os valores nominais dos componentes como sendo a média dos valores mais altos e mais toleráveis, de acordo com uma lista de condições. As condições dadas para o cristal neste caso são de C_loadtolerância de +/-.

Relativamente à frequência na capacitância de carga nominal (a linha roxa), a menor capacitância de carga tolerável C_load_minresulta em um deslocamento de frequência mais alto para cima (para f_max) do que a capacitância de carga tolerável mais alta C_load_maxcausa um deslocamento para baixo (para f_min). Isso significa que o valor nominal da freqüência do cristal - fque é definido por convenção como a média das frequências mais altas e mais baixas - será um pouco mais alto que a frequência que resulta se a capacitância da carga for exatamente o valor nominal da carga capacitância (a linha roxa).

Essa frequência média um pouco mais alta é a origem dos números após o ponto decimal na frequência nominal de 12.000393 MHz.

— alx9r
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De acordo com isso, não deve haver frequências de cristal como 12.000 MHz, 4.000 MHz, 10.000 MHz, etc. Todos eles devem ter 4.000123 MHz ou 10.000456 MHz.

— Stevenvh 29/08/2012

Eu ainda não entendi. Quando a frequência média obtida é maior que a especificada e você deseja ter, na maioria dos casos, a especificada, a frequência de cristal escolhida deve ser menor que a que você precisa? Se eu quiser obter 12.000000 MHz e ficar com 50ppm ou mais, não devo usar um cristal de 11.999800 MHz, para que minha faixa de frequência esteja entre 11.999000 e 12.001000 MHz?

— hli 29/08/12

Além disso, os requisitos de frequência dos chips mencionados acima também fornecem essa frequência como requisito quando um oscilador externo é usado. Portanto, isso não parece ter a ver com a precisão da frequência.

— hli 29/08/12

@hli Você fez uma boa observação e levantou outra questão: qual o significado da frequência nominal especificada pelos fabricantes? A frequência de 16.000312 MHz especificada nos dados do RC224AT se refere à frequência ressonante da série? A frequência anti-ressonância? Ou é a frequência ressonante paralela, dada uma capacitância de carga específica. Essa pergunta está aqui .

— Alx9r

@hli Suponho que você esteja se referindo à folha de dados do RC224ATL. Essa folha de dados especifica um cristal de 16.000312 MHz com capacidade de carga de 56 pF +/- 5%. Não especifica uma frequência de entrada máxima ou mínima para o XTLI.

— Alx9r

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Parece ser usado em modems antigos (até 2400 bauds). Encontrei vários links descrevendo o conteúdo de antigos modems de 2400 bauds e todos eles listam um cristal como componente. Infelizmente, não encontrei um circuito até agora.

Mas não consigo ver qual frequência alvo ele pode criar e que um cristal de 12MHz não pode (afinal, 12MHz dividido por 5000 é exatamente 2400). Eu acho que as razões estão escondidas nos antigos padrões modernos (V.22bis e anteriores), mas para isso você precisa de alguém que as conheça de cor ...

— hli
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Não sei por que uma frequência tão estranha é necessária, mas eles são usados, por exemplo, para acionar o chip de modem integrado Rockwell RC224AT / 1.

— jarnbjo
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Bem, o DSP pode ficar estranho. Se ele tem algo a ver com funções de Bessel, a resposta não será postado por mim :)

— gbarry

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Relatório de falha:

Tão perto, pensei, mas ainda sem cookies :-)

Versão manual e realmente legível desse circuito aqui, mas ainda não há nenhuma pista real. Observe que o cristal PODE ser operado no terceiro (ou outro) modo de toque.

insira a descrição da imagem aqui

— Russell McMahon
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Isso não parece uma resposta, mas descobrir como você diz ao chip do modem que ele tem um cristal de 12.000393 MHz em vez de um 16.000312 MHz pode levar a uma descoberta. Se este fosse um filme, haveria uma busca para rastrear o cara que projetou ...

— Chris Stratton

@ Chris - Não é uma resposta, mas confirma a tendência das outras respostas (incluindo a excluída): isso claramente é uma coisa moderna!

— stevenvh

A folha de dados do RC224AT está na página 2-12. Para cada taxa de transmissão, o gerador de taxa de transmissão é programado de acordo. Uma frequência base de 115200Hz é usada; portanto, com o cristal de 12MHz, em vez de um divisor de 48 por 2400 baud, um divisor de 36 deve ser usado.

— hli 28/08/12

@ ChrisStratton - "Isso não parece ..." -> É por isso que se chama "Relatório de falhas". O objetivo era ser útil. Adicionei-o como ele adiciona ao corpo de conhecimento até agora, demonstra onde em um circuito típico esse xtal é usado e fornece um circuito modem comercial completo usando um. Um pouco difícil de encaixar em um comentário. Claro, eu poderia ter deixado de fora a imagem, mas informa as pessoas o suficiente sem precisar cavar. et al. Tanto faz.

— Russell McMahon

Como existem muitas outras implementações de modem por aí (mesmo para os mesmos padrões Vx) que usam frequências apropriadas (ou seja, com divisores inteiros para as frequências desejadas), acho que tem mais a ver com a implementação real, em vez de ser um requisito geral . Pode ser que exija que o sinal do relógio esteja ligeiramente fora de sincronia com os sinais processados (por exemplo, você sincroniza em um quadro inicial e quando o próximo quadro inicial chega, você está no meio de um período do relógio e não no relógio Beira). Mas isso também é apenas um palpite.

— hli 28/08/12

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A resposta parece ser entediante: eles são definidos para essas frequências específicas para garantir que sejam> = 12,000000mhz em toda a faixa de temperatura.

— Myforwik
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Por que isso seria necessário? Não seria melhor ter tolerâncias mais e menos, para que o desvio máximo seja menor?

— Federico Russo