DIN IEC TS 61994-3-2012 Piezoelectric dielectric and electrostatic devices and associated materials for frequency control selection and detection - Glossary - Part 3 Piezoelectric .pdf

1、April 2012 DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 9DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.31; 31.14

2、0Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen verschiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln einer Vornorm erstellt.!$yo;“1867624www.din.deDDIN IEC/TS 61994-3Piezoelektrische, dielektrische und elektrostatische Bauteile undzugehrige Werkstoffe zur

3、Frequenzstabilisierung, -selektion und-erkennung Wrterverzeichnis Teil 3: Piezoelektrische und dielektrische Oszillatoren(IEC/TS 61994-3:2011)Piezoelectric, dielectric and electrostatic devices and associated materials for frequencycontrol, selection and detection Glossary Part 3: Piezoelectric and

4、dielectric oscillators (IEC/TS 61994-3:2011)Dispositifs pizolectriques, dilectriques et lectrostatiques et matriaux associs pour lacommande, le choix et la dtection de la frquence Glossaire Partie 3: Oscillateurs pizolectriques et dilectriques (CEI/TS 61994-3:2011)Alleinverkauf der Spezifikationen d

5、urch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 14 SeitenDIN SPEC 41994-32 Inhalt Seite1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe 4 Literaturhinweise 14 Bild 1 Eigenschaften einer Ausgangskurvenform. 5 Bild 2 Beispiel fr die Anwendung des Frequenzoffsets 7 Bild 3 blich

6、e Frequenzmodulations-Kennlinie 9 Bild 4 Oszillatorsignal mit Phasenjitter . 10 DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 41994-3:2012-043 Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61994-3:2010-06. Fr diese Vornorm ist das nationale Arbeitsgremium K 642 Piezoelektrische Bauteile zur Frequenz-sta

7、bilisierung und -selektion“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 49 Piezoelectric and dielectric devices for frequency control and selection“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschi

8、eden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, du

9、rch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe

10、der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzl

11、ich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Diese DIN SPEC nach dem Vornorm-Verfahren ist das Ergebnis einer Normungsarbeit, das mit Rcksicht auf die

12、europischen Rahmenbedingungen vom DIN nicht als Norm herausgegeben wird. IEC 61994 beinhaltet die nachfolgenden Teile unter dem allgemeinen Titel: Piezoelektrische, dielektrische und elektrostatische Bauteile und zugehrige Werkstoffe zur Frequenzstabilisierung, -selektion und -erkennung Wrterverzeic

13、hnis: Part 1: Piezoelektrische und dielektrische Resonatoren Part 2: Piezoelektrische und dielektrische Filter Part 3: Piezoelektrische und dielektrische Oszillatoren Part 4-1: Piezoelektrische Materialien Synthetische Quarzkristalle Part 4-2: Piezoelektrische und dielektrische Materialien Piezoelek

14、trische Keramik Part 4-3: Piezoelektrische und dielektrische Materialien Materialien fr dielektrische Bauteile Part 4-4: Piezoelektrische und dielektrische Materialien Materialien fr Oberflchen-(OFW-) Bauelemente DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 41994-3:2012-044 Piezoelektrische, dielektrische und elektr

15、ostatische Bauteile und zugehrige Werkstoffe zur Frequenzstabilisierung, -selektion und -erkennung Wrterverzeichnis Teil 3: Piezoelektrische und dielektrische Oszillatoren 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 61994 legt Begriffe und Definitionen fr dem derzeitigen Stand der Technik entsprechende

16、piezoelektrische und dielektrische Oszillatoren fest. Diese Begriffe und Definitionen sind fr die Anwendung in Normen und Dokumenten des IEC/TC 49 vorgesehen. 2 Normative Verweisungen Leer 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Abgleichfrequenz Frequenz, auf

17、die ein Oszillator unter einer bestimmten Kombination von Betriebsbedingungen abgeglichen werden muss, um der Spezifikation fr die Grenzabweichung der Frequenz in dem festgelegten Bereich der Betriebsbedingungen zu entsprechen, d. h. Abgleichfrequenz = Nennfrequenz + Frequenzversatz IEC 60679-1:2007

18、, 3.2.10 3.2 Allan-Varianz der relativen Frequenzschwankungen der statistische Erwartungswert der bevorzugten Definition im Zeitbereich fr das Kurzzeit-Stabilittsma der Oszillator-Ausgangsfrequenz: ()()22111121MkkYYyMk+=Dabei ist: kY die mittleren augenblicklichen Frequenzschwankungen, die sich aus

19、aufeinander folgenden Messungen ohne dazwischenliegende Totzeit ergeben; die Abtastzeit, ber die die Messung gemittelt ist; M die Gesamtanzahl der Messungen. ANMERKUNG Die Sicherheit dieser Schtzung steigt mit zunehmendem M. IEC 60679-1:2007, 3.2.23, modifiziert 3.3 Amplituden-Modulationsverzerrung

20、nichtlineare Verzerrung, in der die relativen Hhen der spektralen Anteile der modulierenden Wellenform verndert sind ANMERKUNG Die Amplituden-Modulationsverzerrung ist allgemein auch als Frequenzverzerrung, Amplituden-verzerrung und Amplituden-Frequenz-Verzerrung bekannt. IEC 60679-1:2007, 3.2.28, m

21、odifiziert DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 41994-3:2012-045 3.4 Quarzschnitt Orientierung des Quarzelementes in Bezug auf die kristallographischen Achsen des Quarzkristalls ANMERKUNG Diese Definition wurde aufgenommen, um falls gewnscht den Quarzschnitt (und damit die allgemeine Form des Frequenz-Temper

22、atur-Verhaltens) des Schwingquarzes in der Oszillatoranwendung anzugeben. Die Wahl des Quarzschnittes lsst auf bestimmte Eigenschaften des Oszillators schlieen, die ansonsten in der Bauartspezifikation mglicherweise nicht aufgefhrt werden. IEC 60679-1:2007, 3.2.3 3.5 Abklingzeit Abfallzeit erforderl

23、iche Zeitspanne, damit sich die abfallende Flanke einer Wellenform zwischen zwei festgelegten Pegeln ndert ANMERKUNG Diese beiden festgelegten Pegel knnen die logischen Pegel UOHund UOL, die bei 90 % bzw. 10 % der grten Amplitude (gleich UHI ULO) der Wellenform liegen, oder jedes andere in der Bauar

24、tspezifikation angegebene Verhltnis sein (siehe Bild 1). Dabei ist: UOLder niedrige Pegel der Ausgangsspannung; UOHder hohe Pegel der Ausgangsspannung; UHI die Spannung des oberen flachen Teils der Wellenform des Impulses; ULOdie Spannung des unteren flachen Teils der Wellenform des Impulses. IEC 60

25、679-1:2007, 3.2.34, modifiziert Bild 1 Eigenschaften einer Ausgangskurvenform 3.6 Elektrostatische Entladung ESD bertragung elektrischer Ladung zwischen Krpern verschiedenen elektrostatischen Potentials bei deren Annherung oder direkter Berhrung IEC 60050-161:1990, 161-01-22 DIN IEC/TS 61994-3 DIN S

26、PEC 41994-3:2012-046 3.7 Frequenz-Ziehbereich Bereich, ber den die Oszillatorfrequenz mit Hilfe eines vernderbaren Elements gendert werden kann zwecks: a) Einstellen der Oszillatorfrequenz auf einen bestimmten Wert oder b) Korrektur der Oszillatorfrequenz nach Abweichung infolge Alterung oder sonsti

27、ger vernderter Bedingungen auf einen vorgeschriebenen Wert IEC 60679-1:2007, 3.2.11 3.8 Frequenz-Belastungs-Koeffizient relative nderung der Ausgangsfrequenz infolge einer nderung der Lastimpedanz um einen bestimmten Betrag, wobei die brigen Parameter unverndert bleiben IEC 60679-1:2007, 3.2.20 3.9

28、Frequenzversatz Frequenzoffset positive oder negative Frequenzdifferenz, die der festgelegten Nennfrequenz des Oszillators zugeschlagen werden muss, wenn die Oszillatorfrequenz unter einer bestimmten Kombination von Betriebsbedingungen abgeglichen wird, um ihre Abweichung von der Nennfrequenz ber de

29、n festgelegten Bereich der Betriebs-bedingungen zu minimieren IEC 60679-1:2007, 3.2.9 ANMERKUNG Um die Frequenzabweichung von der Nennfrequenz im gesamten Temperaturbereich zu minimieren, darf ein Frequenzversatz zum Abgleich bei der Bezugstemperatur angegeben werden (siehe Bild 2). DIN IEC/TS 61994

30、-3 DIN SPEC 41994-3:2012-047 Bild 2 Beispiel fr die Anwendung des Frequenzoffsets IEC 60679-1:2007, 3.2.8 ugeordnet. Diese ischer Natur. Bei diesem Vorgehen mssen die Werte weiterer Betriebs-estimmter Variablen wie: bweichung der Oszillatorfrequenz von der Frequenz bei der festgelegten Bezugstempera

31、tur infolge des Betriebes gten Temperaturbereich, whrend die brigen Bedingungen konstant bleiben; en festgelegten Bereich, whrend die brigen Bedingungen konstant bleiben; glichen Frequenz infolge von Alterung, whrend die brigen gten Bereich, whrend die brigen Bedingungen konstant bleiben. 3.10 Frequ

32、enzgrenzabweichung hchste zulssige Abweichung der Oszillatorfrequenz von einem festgelegten Nennwert bei Betrieb unter festgelegten Bedingungen ANMERKUNG Frequenzgrenzabweichungen werden oft getrennt bestimmten Betriebsverhltnissen zsind elektrischer, mechanischer und klimatparameter angegeben werde

33、n sowie der Bereich b Aber den festgele Abweichung der Oszillatorfrequenz von der Frequenz bei der angegebenen Versorgungsspannung infolge von nderungen der Versorgungsspannung ber d Abweichung der Oszillatorfrequenz von der ursprnBedingungen konstant bleiben; Abweichung der Oszillatorfrequenz von d

34、er Frequenz bei festgelegten Lastbedingungen infolge von nderungen der Lastimpedanz ber den festgeleIn einigen Fllen kann eine Gesamtgrenzabweichung der Frequenz fr jede/alle Kombination(en) der Betriebsparameter whrend einer festgelegten Lebensdauer angegeben werden. DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 419

35、94-3:2012-048 einen arameter unverndert bleiben IEC 60679-1:2007, 3.2.19 ANMERKUNG Fr temperaturstabilisierte Quarzoszillatoren ist zu beachten, dass eine lngere Zeit verstreichen kann, bis sich die volle Frequenznderung zeigt, da sich mglicherweise auch die Temperatur des Heizkreises schrittweise a

36、uf einen neuen Wert einstellt infolge der Spannungsnderung. 3.12 harmonische Verzerrung nichtlineare Verzerrung, gekennzeichnet durch das Entstehen unerwnschter spektraler Anteile, die in harmonischer Beziehung zur gewnschten Signalfrequenz stehen ANMERKUNG Jeder harmonische Anteil wird blicherweise

37、 als Leistungsverhltnis (in dB) bezogen auf die Ausgangs-leistung des gewnschten Signals dargestellt. IEC 60679-1:2007, 3.2.30, modifiziert 3.13 Strfrequenzmodulation zustzliches Ma der Frequenzstabilitt in der Frequenzebene. Strfrequenzmodulation wird am besten in der Form des Spektrums des resulti

38、erenden Basisbandsignals erhalten, indem as Oszillatorsignal auf einen idealen Diskriminator mit festgelegten Eigenschaften gegeben wird. ANMERKUNG Wenn die Demodulationsbandbreite entsprechend festgelegt ist, darf die Strfrequenzmodulation als der Ausgangsfrequenz ausgedrckt werden (z. B. 2 108 eff

39、ektiv in einem 10-kHz-Band). difiziert aLinearitt der Frequenzmodulationsabweichung fr die bertragungseigenschaften eines Modulationssystems im Vergleich zu einer idealen (gerad-als zulssige Nichtlinearitt in Prozent der angegebenen Abweichung im ten Bereich ausgedrckt ANMERKUNG 1 Die Linearitt der

40、Modulation kann auch in Form der zulssigen Verzerrung des Basisbandsignals drckt werden, das aus der Modulationsanordnung resultiert. (Zum Beispiel drfen Intermodulations- und errungsprodukte nicht weniger als 40 dB unter der Gesamt-Modulationssignalleistung liegen). ine Darstellung der Ausgangsfreq

41、uenz eines blichen modulierten Oszillators, der eine er einen Bereich von 3 V hat mit einer zulssigen Nichtlinearitt von 5 %. Kurve D zeigt tschliche Verhalten im Vergleich mit dem idealen Verhalten (Kurve A) und den Grenzen (Kurven B und C). 3.11 Frequenz-Spannungs-Koeffizient relative nderung der

42、Ausgangsfrequenz infolge einer nderung der Versorgungsspannung um bestimmten Betrag, wobei die brigen PdAnteil IEC 60679-1:2007, 3.2.27, mo3.14 Latch-up-Zust nd andauernder Zustand, in dem ein Pfad mit geringer Impedanz entsteht; hervorgerufen durch eine Eingangs-, Ausgangs- oder Versorgungs-berspan

43、nung 3.15 Ma linigen) Funktion, gewhnlich gesamausgeharmonische VerzANMERKUNG 2 Bild 3 ist eModulation von 133,3 Hz/V bdas taIEC 60679-1:2007, 3.2.29, modifiziert DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 41994-3:2012-049 Bild 3 bliche Frequenzmodulations-Kennlinie 3.16 Langzeit-Frequenzstabilitt Frequenzalterung

44、 Zusammenhang zwischen Oszillatorfrequenz und Zeit ANMERKUNG Diese Langzeitfrequenzdrift wird durch skulare nderungen im Schwingquarz und/oder anderer Bauelemente der Oszillatorschaltung hervorgerufen und sollte als nderung der Mittenfrequenz fr einen festgelegten Zeitraum angegeben werden IEC 60679

45、-1:2007, 3.2.21, modifiziert 3.17 maximaler Zeitintervallfehler MTIE grter Spitze-Spitze-Zeitintervallfehler (TIE) in einem Beobachtungsintervall der Lnge (in s) 3.18 Nennfrequenz Frequenz, die zur Identifizierung eines Quarzoszillators verwendet wird 9-1:2007, 3.2.7 3.19 Temperaturbereich der Betri

46、ebTemperaturbereich, ber den de nicht unbedingt innerhalb der legten Grenzabweichungen von Frequenz, Pegel, Wellenform usw., bereitstellt Tempe79-1:2007, 3.2.13 IEC 6067sfhigkeit r Oszillator ein Ausgangssignal, wenn auch festgeIEC 60679-1:2007, 3.2.14 3.20 Arbeitstemperaturbereich raturbereich, ber

47、 den der Oszillator unter Einhaltung der Frequenz und sonstiger Ausgangssignal-kennwerte innerhalb festgelegter Grenzabweichungen funktioniert IEC 606DIN IEC/TS 61994-3 DIN SPEC 41994-3:2012-0410 3.21 temperaturstabilisierter Quarzoszillator OCXO or, in dem mindestens der piezoelektrische Resonator

48、temperaturstabilisiert ist b mit dem steuernden piezoelektrischen Resonator bei einer festgelegten wingungen vorgesehen ist 0679-1:2007, 3.2.2 s Nulldurchganges des Oszillator-Ausgangssignals gegenber der idealen zeitlichen Lage . ist definiert als die Phasennderung mit Frequenzanteilen grer oder gl

49、eich 10 Hz. Hz werden als Wandern“ bezeichnet. 0679-1:2007, 3.2.39, modifiziert QuarzoszillatIEC 60679-1:2007, 3.2.6 3.22 Oberton-Quarzoszillator Oszillator, der zum BetrieObertonordnung der mechanischen SchIEC 63.23 Phasenjitter kurzzeitige nderungen deANMERKUNG 1 Siehe Bild 4ANMERKUNG 2 Phasenjitter Langsam