Léxico tecnológico Petermann

Normas y métodos de medición para cristales de cuarzo

Existen varias normas relevantes para la medición de cristales de cuarzo (es decir, cristales oscilantes u osciladores de cuarzo), principalmente de la CEI (Comisión Electrotécnica Internacional), DIN, MIL y, en su caso, JEDEC e IEEE. Estas normas regulan los métodos de medición, las condiciones de ensayo, los valores límite y los ensayos ambientales de los cristales de cuarzo. He aquí un resumen:

1. Normas IEC (Comisión Electrotécnica Internacional)

Serie IEC 60444: Métodos de medición para resonadores de cuarzo piezoeléctricos

Esta serie de normas es fundamental para la medición de cristales de cuarzo:

  • IEC 60444-1: Método básico para la medición de la frecuencia de resonancia y la resistencia de resonancia de unidades de cristal de cuarzo mediante la técnica de fase cero en una red π
    Describe el método básico de medición para:
    • Frecuencia de resonancia fr
    • Resistencia en serie Rs
      (método de fase cero en una red π)
  • IEC 60444-2: Directrices para unidades de cristal que utilizan la red π
    Suplemento de la Parte 1: Notas de aplicación, adaptación de las condiciones de medición
  • IEC 60444-3: Método para la medida de la resistencia serie equivalente (ESR), Q, y parámetros mocionales
    Descripción de la medida de:
    • Resistencia serie equivalente (ESR)
    • Factor de calidad Q
    • Parámetros del circuito resonante (L, C)
  • IEC 60444-5: Método para la determinación de los parámetros del circuito equivalente de las unidades de cristal de cuarzo mediante técnicas de analizador de redes
    Método de analizador de redes para la determinación del circuito eléctrico equivalente:
    • Resonancia en serie fs, resonancia en paralelo fp
    • C0, C1, L1, R1

2. Normas MIL (Military Standards, EE.UU.)

MIL-PRF-3098: Especificación de rendimiento: Unidades de cristal, cuarzo

Define los requisitos y métodos de ensayo para:

  • Estabilidad de frecuencia
  • Comportamiento frente al envejecimiento
  • Comportamiento a la temperatura
  • Resistencia a golpes y vibraciones

MIL-STD-202: Métodos de ensayo para componentes electrónicos y eléctricos

Contiene pruebas ambientales generales como

  • Ciclos de temperatura
  • Exposición a la humedad
  • Choques y vibraciones

3 Normas JEDEC (Consejo Conjunto de Ingeniería de Dispositivos Electrónicos)

  • Serie JESD22: Métodos de ensayo para componentes electrónicos
    También se aplica a los cristales de cuarzo, por ejemplo para:
    • Ciclos térmicos (JESD22-A104)
    • Pruebas de humedad (JESD22-A101)
    • Pruebas de vida útil (JESD22-A108)

4. Normas DIN (normas alemanas)

La norma DIN EN 60444 corresponde directamente a la serie internacional IEC 60444. Las normas DIN suelen utilizar el sufijo "EN" para las normas IEC adoptadas en Europa:

  • DIN EN 60444-1 a -5 → idéntica a IEC 60444-1 a -5

5 Otros parámetros / mediciones relevantes según las normas

Cuadro: Variables medidas y normas asociadas

Variable medida

Norma / Parte

Descripción

Frecuencia de resonancia (fr)

IEC 60444-1

Frecuencia de resonancia en serie (método de fase cero)

Resistencia en serie (Rs)

IEC 60444-1

Medida de las pérdidas de energía en resonancia

Factor de calidad (Q)

IEC 60444-3

Relación energía almacenada/pérdida

Parámetros del circuito equivalente (L1, C1, R1, C0)

IEC 60444-3 / -5

Determinación de los valores eléctricos equivalentes del cristal de cuarzo

Comportamiento a temperatura

MIL-PRF-3098 / JESD22

Cambio de frecuencia con el cambio de temperatura

Comportamiento frente al envejecimiento

MIL-PRF-3098

Desviación a largo plazo de la frecuencia de resonancia

Resistencia a golpes y vibraciones

MIL-STD-202 / JESD22

Capacidad de carga mecánica bajo golpes y vibraciones

Aquí puede ver la tabla sinóptica con los parámetros de medición más importantes para los cristales de cuarzo, las normas asociadas y una breve descripción del método de medición respectivo. El diagrama también proporciona una guía visual de los parámetros de ensayo más importantes.

Resumen

Las normas más importantes para medir y probar cristales de cuarzo son

  • IEC 60444-1 a -5 → Métodos de medición de frecuencia, resistencia, diagrama de circuito equivalente.
  • MIL-PRF-3098, MIL-STD-202 → Condiciones de ensayo para aplicaciones militares
  • Serie JEDEC JESD22 → Pruebas de fiabilidad y medioambientales
  • DIN EN 60444 → Aplicación alemana de las normas de la CEI

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