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).

Rakon стал пионером в разработке и производстве высокоточных и сверхстабильных генераторов, функционирующих в условиях агрессивной среды. В результате, по итогам 2003 года, более половины от суммарного объёма генераторов и кварцевых резонаторов, применяемых в устройствах GPS, приходится на приборы Rakon.

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-ых компания активизировала усилия по разработке и успешно внедрила в серийное производство первую серию термоконпенсированных 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 разместили в Rakon долгосрочный заказ на изготовление термокомпенсированных генераторов. В результате стремительного развития GPS-индустрии и гибкой промышленной и коммерческой политике 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 рисунке 1.

Рисунок 1. Основные продукты компании Rakon

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 (таблица 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 течении 5 дней с -40 до +85 С°).

Резонаторы серии RSX успешно применятся в коммуникационных устройствах, где критическое значение имеет размер; они производятся в керамическом корпусе с металлическим покрытием и обладают превосходной краткосрочной стабильностью частоты (10-9).

Таблица 1. Основные характеристики кварцевых резонаторов Rakon

Модель	Диапазан частот, MГц		Диапазан рабочих температур,С°		Точность настройки при 25 С°, ppm		Температурная стабильность частоты, ppm		Дрейф частоты через год, ppm при 25 С°	Нагрузочная емкость при 25С°, пФ	Емкость параллельная при 25С° пФ	Размеры, мм	Внешний вид
	MAX	MIN	MAX	MIN	MAX	MIN	MAX	MIN
RSX1	10	30	-41	85	10	25	5	50	2	8	7	7,5*5,0*1,2
RSX2	9,6								1			7,8*3,4*1,1
RSX3	10	45										6,0*3,5*1,1
RSX5	16	40										5,0*3,2*1,1
UM-4J	12,8	32					3	25				7,8*9,0*3,5
UM-1SJ	8	35	-55	105	4	26	1					12,3*7,3*3,2
CSX-1L		50	-10	60				100	5	16		7,5*5,0*1,4
CSX-1												7,5*5,0*1,7
CSX-3	12	40										6,0*3,5*1,2
HC-49/SML	3,2				10	50	10	50		12		11,2*4,8*3,7
HC-49/SM	10	40,3										11,2*4,8*2,9

Резонаторы для микропроцессоров, доступны в резиновых (серия CSX) и металлических ( HS -49 серия) корпусах, предназначенных для поверхностного монтажа. Для данной группы продукции характерна низкая стоимость в сочетании с высокими показателями стабильности и точности настройки частоты.

Таблица 2. Краткие характеристики TCXO, VTCXO

Модель	Диапазан частот, MГц		Точность настройки, ppm при 25С°		Температурная стабильность частоты, ppm		Выходное напряжение		Форма сигнала на выходе	Размеры, мм	Внешний вид
	MIN	MAX	MIN	MAX	MIN	MAX	MIN	MAX
TXO, VTXO 200A	10	26		1	1	5	0,8	1,8	ограниченная синусоида	11,4*9,6*2
TXO, VTXO200B
TXO, VTXO200U	8,2	32								11,4*9,6*3,8
IT7500	10	26						3.2		7*5*1,87
IT, IVT100						10		1.8		9*7*1,8
IT, IVT200B										11,4*9,6*2,0
TXO, VTXO400	8	32	0,3					3,2	чистая синусоида	15*11,7*4,3
TXO, VTXO4080S	8,2	32								18,3*11,7*7,7
TXO, VTXO600AS										20,1*12,5*7,1
TXO, VTXO600C			0,3				0,5	4,5	КМОП

Термокомпенсированные генераторы и термокомпенсированные генераторы, управляемые напряжением или VCTXO (Таблица 2) также работают при температуре от -40 до + 85 С°. Кратковременная нестабильность частоты (вариация Алана) за 1с не превышает уровень 1 ppb (10 ^-9 ) , точность настройки -1 ppm (10 ^-6 ).

Модели серий TXO, VTXO200U строятся на базе резонатора UM-1S и имеют отличные показатели уровня фазовых шумов в интервале настроек от несущего колебания (таблица 3). Генераторы данной серии не имеют ручного триммера, и, благодаря герметичности корпуса, могут быть использованы в условиях повышенной влажности.

Изделия серии 200 B также как и 200U имеют четырёхвыводной металлический корпус, а благодаря использованию миниатюрного резонатора серии RSX-3, толщина корпуса T XO, VTXO 200 B составляет всего 2 мм. Генераторы серии 200A идентичны 200B, но имеют семивыводной интерфейс.

Таблица 3. Фазовые шумы TXO200U, VTXO200U

Интегрированные генераторы сигнала ограниченной синусоиды серий IT, IVT 100 и IT, IVT 200B 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, IVT 7500, 5300 находят применение в тех же областях, что и модели серий 100 и 200B, но имеют ещё меньший размер корпуса.

Генераторы серии TXO, VTXO 4080 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, VTXO 4080D выдают на выходе прямоугольный КМОП-сигнал.

Модели генераторов TXO , VTXO 600С° 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 (Таблица 4) выпускаются в керамическом корпусе с металлическим покрытием и имеют диапазон рабочих температур -10 …+70, напряжение питания 3,3 и 5В, потребляемый ток колеблется в диапазоне 12-75 мА. C табильность частоты для данной группы генераторов не превышает 50 ppm.

Таблица 4. Некоторые характеристики часовых генераторов Rakon

Модель	Диапазан частот, MГц		Напряжение питания, В		Выходное напряжение		Размеры,мм	Внешний вид
	MIN	MAX	MIN	MAX	MIN	MAX
SXO314A	1,8	50	2,97	3,63	3	0,3	7,5*5*1,4
SXO110A
SXO114A	8,2	32	4,5	5,5	5	0,5

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.

М. Гудин

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы