El tamaño y la estabilidad de frecuencia de los generadores de reloj influyen en las dimensiones y requisitos de potencia de un dispositivo final. Los creadores de productos que funcionan con pilas necesitan generadores de frecuencia precisos y compactos.visión general del estado actual del mercado de los cristales de cuarzo.
Los cristales de cuarzo (llamados simplemente cristales de cuarzo) se desarrollaron a principios de la década de 1920 como cristales prácticos para su uso en la tecnología de radio. Hoy en día, los cristales de cuarzo se han convertido en parte integrante de nuestra vida moderna y tecnológica. En los últimos años, se ha pasado de los grandes cristales THT (Through-Hole Technology) y SMD (Surface Mounted Device) en carcasas metálicas a cristales SMD miniaturizados en carcasas cerámicas. La demanda de cristales de mayor frecuencia en carcasas más pequeñas ha impulsado aún más esta tendencia. Gracias a los avances tecnológicos y a varias innovaciones de fabricación, ha sido posible reducir significativamente el tamaño de los cristales sin comprometer el rendimiento ni el coste.
Actualmente, el factor de forma de 3,2 x 2,5 mm se utiliza ampliamente en todo tipo de aplicaciones, sobre todo junto con la optimización de la resistencia de los cristales para obtener una respuesta transitoria óptima en los rangos de temperatura de funcionamiento definidos y en la gama de frecuencias de 8,0 a 64,0 MHz (AT fundamental). Pueden funcionar con un nivel de accionamiento de hasta 500 µW (en la gama de frecuencias de 12,0 a 64,0 MHz). Para aplicaciones especialmente exigentes se dispone de componentes con tolerancias de frecuencia de hasta ±10 ppm y un rango de temperatura de -55 a 125 °C.
En los últimos años, el cristal de cuarzo SMD en una carcasa cerámica de dimensiones 2,5 x 2,0 mm ( 4 almohadillas) se ha desarrollado en paralelo a la carcasa de 3,2 x 2,5 mm (4 almohadillas), pero nunca ha llegado a imponerse. Si una carcasa de 3,2 mm x 2,5 mm es demasiado grande, se puede utilizar el producto de gran volumen en una carcasa de 2,0 x 1,6 mm (4 pastillas ). Este tipo de carcasa es muy popular para aplicaciones muy pequeñas. Los diseños de cristal en este factor de forma también están optimizados en cuanto a resistencia y diseñados para una respuesta transitoria óptima. El desarrollador puede utilizar versiones con un nivel de accionamiento de hasta 400 µW.
La tendencia hacia carcasas más pequeñas y una mayor estabilidad de frecuencia también se observa en los cristales de reloj. La versión más pequeña, con unas dimensiones de 1,2 x 1,0 mm, está a punto de salir al mercado. Los cristales de 32,768 kHz en carcasa de 3,2 x 1,5 mm y 2,0 x 1,2 mm con resistencia reducida también se utilizan ahora mucho en dispositivos finales. En el mercado del cuarzo hay disponibles cristales de baja resistencia con 32,768 kHz y también las versiones estándar con capacidades de carga de 4 a 12,5 pF en el rango de temperaturas de -40 a +125 °C. El desarrollador puede elegir entre dos tolerancias de frecuencia. El desarrollador puede elegir entre dos tolerancias de frecuencia a +25 °C: ±10 ppm (opcional) o ±20 ppm (estándar).
Cada vez más fabricantes de circuitos integrados utilizan cristales SMD con termistores integrados, por ejemplo en carcasas cerámicas de 2,0 x 1,6 mm. Estos cristales se utilizan cada vez más en productos de comunicación alimentados por pilas y sustituyen a los osciladores de cristal de temperatura compensada (TCXO) que consumen mucha corriente (hasta 2 mA).
En conclusión, puede decirse que en los últimos años se ha conseguido lo que parecía imposible en el desarrollo de los cristales de cuarzo: Se ha impulsado la miniaturización del tamaño de las carcasas sin merma de prestaciones ni aumento de costes y, casi de paso, se han aprovechado los avances tecnológicos de la industria electrónica para acompañar soluciones cada vez más innovadoras en el diseño de productos hasta su madurez en el mercado. El resultado es una estabilidad de frecuencia cada vez mayor con tamaños de carcasa cada vez más pequeños.
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