Публикации
М. Гудин, "Кварцевые резонаторы и генераторы компании Rakon".
"Компоненты и технологии" №3, 2004 г.
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).
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 | ![]() |
Таблица 1. Основные характеристики кварцевых резонаторов Rakon.
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.
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 |
Таблица 2. Краткие характеристики TCXO, VTCXO.
Термокомпенсированные генераторы и термокомпенсированные генераторы, управляемые напряжением или VCTXO (Таблица 2) также работают при температуре от -40 до + 85 С° о . 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.
Частота генератора, МГц | |||
Спектральная плотность мощности фазовых шумов, дБ/Гц при отстройке: | <12 | <17 | <32 |
1 Гц | -60 | -55 | -50 |
10 Гц | -90 | -85 | -80 |
100 Гц | -120 | -115 | -110 |
1кГц | -140 | -135 | -135 |
10 кГц | -145 | -145 | -145 |
100 кГц | -150 | -150 | -150 |
Таблица 3. Фазовые шумы TXO200U, VTXO200U.
И нтегрированные 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 ( t hru 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.
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 |
Таблица 4. Некоторые характеристики часовых генераторов Rakon.
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.