DIN EN IEC 60122-4:2019-10

Schwingquarze mit bewerteter Qualität -

Teil 4: Schwingquarze mit Thermistoren (IEC 60122-4:2019); Deutsche Fassung EN IEC 60122-4:2019

Diese internationale Norm ist anwendbar für Schwingquarze mit Thermistoren, die überwiegend im Bereich der mobilen Kommunikation eingesetzt werden und eine hohe Frequenzstabilität erfordern, zum Beispiel als lokaler Bezugssignalgenerator für Mobilfunkbasisstationen oder GPS. Diese Norm enthält technische Leitlinien für Schwingquarze mit Thermistoren sowie allgemeine Grundlagen zu gebräuchlichen Schwingquarzen mit Thermistoren. Schwingquarze mit Thermistoren werden für den hochstabilen Signalgenerator verwendet. Ein Beispiel wäre ein lokaler Bezugssignalgenerator, der mit der Mobilfunkbasisstation synchronisiert wird, oder ein lokaler Bezugssignalgenerator für den Empfang eines Signals von einem Satellitenpositionierungssystem, dargestellt durch das Navigationssatellitensystem
Bild A.1 zeigt den herkömmlichen TCXO (temperaturkompensierten Quarzoszillator) mit Schwingquarzen und Thermistor. Das Bild zeigt den Schwingquarz und den Thermistor auf der Leiterplatte.
Der Thermistor gibt bei einer bestimmten Umgebungstemperatur eine bestimmte Spannung ab, und die analoge Spannung des Thermistors wird in digitale Daten umgewandelt. Die digitalen Daten entnehmen Spannungsdaten aus einem voreingestellten Speicher. Die Spannungsdaten werden in eine analoge Spannung umgewandelt und steuern den VCXO, um die Frequenz zu kompensieren. Die Kompensation ist umso präziser, je genauer der Thermistor die Temperatur des Quarzes angibt. Bei diesem Aufbau ist der Temperaturunterschied zwischen dem Quarzelement und dem Thermistor jedoch groß, da die Positionen unterschiedlich sind. Die Temperatur des Quarzelements und des Thermistors sind insbesondere von der Lage wärmeerzeugenden Teile abhängig. Aufgrund dieses Temperaturunterschieds ist die kompensierte Frequenzstabilität nicht gering.
In diesem Aufbau werden die Thermistoren in der Nähe des Quarzes platziert, das System zur Frequenzkompensation ist entsprechend Bild 1, jedoch werden hier Schwingquarze mit Thermistoren verwendet. Der Temperaturunterschied zwischen dem Quarzelement und dem Thermistor ist gering, da ihre Position ähnlich ist. Da der Temperaturunterschied zwischen Quarzelement und Thermistor gering ist, ist auch die kompensierte Frequenzstabilität gering.
Die Schwingquarze mit Thermistoren und der Thermistor werden auf einer Prüfleiterplatte befestigt. Die Prüfleiterplatte wird in einem Ofen platziert und anschließend werden die Frequenz, der Widerstand des Thermistors im Quarz und der Widerstand des Thermistors auf der Leiterplatte bei wechselnden Temperaturen zwischen -30 °C und 90 °C gemessen.
Zuständig ist das DKE/K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.