Schwingquarze und Keramikresonatoren sind wichtige Taktgeber in unzähligen Mikrokontrollern und Mikroprozessoren. Datenblätter und Applikationsberichte enthalten oft keine, meistens unzureichende und manchmal sogar falsche Hinweise zur Dimensionierung und Beschaltung der On‐Chip‐Oszillatorstufe.
Zuverlässiger Betrieb von Schwingquarzen erfordert:
- Sicheres Anschwingen auch im Wort‐Case‐Fall
- Berücksichtigung eines Worst‐Case Quarzes bzw. Resonators
- Abschätzung der Chargenstreuung der Eigenschaften des On‐Chip‐Oszillator
- Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften von Quarz (Drive Level Dependence, DLD) und Oszillator (Kleinsignalverstärkung, Amplitudenbegrenzung)
- Kenntnis des Verhaltens über Temperatur von Quarz (Frequenzstabilität, TK‐Dips, Widerstand, Aktivitätsdips) und Oszillatorstufe (Verstärkung/Steilheit über Temperatur)
- Optimaler Oszillator – Arbeitspunkt
- Optimale Quarzbelastung (HF‐Strom)
- korrekte Lastkapazität, passend zur Arbeitsfrequenztoleranz