Crystal

Стабильный резонатор.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Passive.Crystal

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Passive/Crystal

Описание

Блок Crystal представляет электрические характеристики кристалла. На рисунке ниже показана эквивалентная схема блока Crystal.

crystal 1

Параметры эквивалентной схемы для данной модели задаются при установке для параметра Parameterization значения Equivalent circuit parameters.

Конденсатор соответствует емкости, указанной в параметре Shunt capacitance, C0.
Конденсатор соответствует емкости, указанной в параметре Motional capacitance, C1.
Катушка индуктивности соответствует индуктивности, указанной в параметре Motional inductance, L1.
Резистор соответствует сопротивлению, указанному в параметре Equivalent series resistance, R1.

В большинстве технических описаний указывается частота кварцевого резонатора, а не индуктивность, поэтому блок дополнительно принимает данные о частоте.

Если для параметра Parameterization установлено значение Series resonance data, блок использует следующее соотношение для вычисления из резонансной частоты последовательного контура:

где — значение параметра Series resonance, fs.
Если для параметра Parameterization установлено значение Parallel resonance data, блок использует следующее соотношение для вычисления из резонансной частоты параллельного контура:

где
- — значение параметра Parallel resonance, fa;
- — значение параметра Load capacitance, CL.

В некоторых технических описаниях указывается добротность, а не эквивалентное последовательное сопротивление, поэтому блок опционально принимает данные о добротности. Если для параметра R1 parameterization установлено значение Quality factor Q, блок использует следующую формулу для вычисления по добротности:

где — значение параметра Quality factor, Q.

Чтобы использовать параметр R1 parameterization, установите для параметра Parameterization значение Series resonance data или Parallel resonance data.

Допущения и ограничения

Блок Crystal моделирует только основной режим колебаний кристалла.

Порты

Ненаправленные

# + — положительная клемма
электричество

Details

Ненаправленный электрический порт, связанный с положительным напряжением кристалла.

Имя для программного использования

p

# − — отрицательная клемма
электричество

Details

Ненаправленный электрический порт, связанный с отрицательным напряжением кристалла.

Имя для программного использования

n

Параметры

Parameters

# Parameterization — параметризация блока
Series resonance data | Parallel resonance data | Equivalent circuit parameters

Details

Выберите один из следующих методов параметризации блока:

Series resonance data – укажите данные о резонансной частоте последовательного контура и емкости кристалла. Этот метод используется по умолчанию.
Parallel resonance data – укажите данные о резонансной частоте параллельного контура и емкости кристалла.
Equivalent circuit parameters – укажите электрические параметры эквивалентной схемы кристалла.

Значения	`Series resonance data` \| `Parallel resonance data` \| `Equivalent circuit parameters`
Значение по умолчанию	`Series resonance data`
Имя для программного использования	`parameterization`
Вычисляемый	Да

# Series resonance, fs — резонансная частота последовательного контура кристалла
Hz | GHz | MHz | kHz

Details

Резонансная частота последовательного контура кристалла.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Series resonance data.

Единицы измерения	`Hz` \| `GHz` \| `MHz` \| `kHz`
Значение по умолчанию	`32.764 kHz`
Имя для программного использования	`f_series`
Вычисляемый	Да

# R1 parameterization — параметризация последовательного сопротивления
Equivalent series resistance R1 | Quality factor Q

Details

Выберите один из следующих методов параметризации последовательного сопротивления:

Equivalent series resistance R1 – укажите значение сопротивления напрямую. Этот метод используется по умолчанию.
Quality factor Q – укажите добротность, которую блок использует для расчета значения сопротивления.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Series resonance data или Parallel resonance data.

Значения	`Equivalent series resistance R1` \| `Quality factor Q`
Значение по умолчанию	`Equivalent series resistance R1`
Имя для программного использования	`series_resistance_parameterization`
Вычисляемый	Да

# Equivalent series resistance, R1 — динамическое демпфирование
Ohm | GOhm | MOhm | kOhm | mOhm

Details

Составляющая динамического демпфирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите

для параметра Parameterization значение Series resonance data, а для параметра R1 parameterization значение Equivalent series resistance R1;
для параметра Parameterization значение Parallel resonance data, а для параметра R1 parameterization значение Equivalent series resistance R1;
для параметра Parameterization значение Equivalent circuit parameters.

Единицы измерения	`Ohm` \| `GOhm` \| `MOhm` \| `kOhm` \| `mOhm`
Значение по умолчанию	`15.0 kOhm`
Имя для программного использования	`R`
Вычисляемый	Да

# Motional capacitance, C1 — динамическая емкость
F | mF | nF | pF | uF

Details

Емкость, отражающая механическую жесткость кристалла под нагрузкой.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`0.0035 pF`
Имя для программного использования	`C_motional`
Вычисляемый	Да

# Shunt capacitance, C0 — шунтирующая емкость
F | mF | nF | pF | uF

Details

Электрическая емкость между двумя электрическими соединениями кристалла.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`1.6 pF`
Имя для программного использования	`С_shunt`
Вычисляемый	Да

# Initial voltage — начальное выходное напряжение
V | MV | kV | mV

Details

Выходное напряжение в начале моделирования, когда выходной ток равен нулю.

Единицы измерения	`V` \| `MV` \| `kV` \| `mV`
Значение по умолчанию	`0.0 V`
Имя для программного использования	`V_start`
Вычисляемый	Да

# Quality factor, Q — добротность кристалла

Details

Добротность кристалла.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите

для параметра Parameterization значение Series resonance data, а для параметра R1 parameterization значение Quality factor Q;
для параметра Parameterization значение Parallel resonance data , а для параметра R1 parameterization значение Quality factor Q.

Значение по умолчанию	`90000.0`
Имя для программного использования	`Q`
Вычисляемый	Да

# Parallel resonance, fa — резонансная частота параллельного контура кристалла
Hz | GHz | MHz | kHz

Details

Резонансная частота параллельного контура кристалла, соответствующая работе с параллельной емкостью нагрузки, определяемой параметром Load capacitance, CL.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Parallel resonance data.

Единицы измерения	`Hz` \| `GHz` \| `MHz` \| `kHz`
Значение по умолчанию	`32.768 kHz`
Имя для программного использования	`f_parallel`
Вычисляемый	Да

# Load capacitance, CL — емкость нагрузки
F | mF | nF | pF | uF

Details

Емкость нагрузки, соответствующая значению параметра Parallel resonance, fa .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Parallel resonance data.

Единицы измерения	`F` \| `mF` \| `nF` \| `pF` \| `uF`
Значение по умолчанию	`12.5 pF`
Имя для программного использования	`C_load`
Вычисляемый	Да

# Motional inductance, L1 — динамическая индуктивность
H | mH | nH | uH

Details

Индуктивность, представляющая собой механическую массу кристалла.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization значение Equivalent circuit parameters.

Единицы измерения	`H` \| `mH` \| `nH` \| `uH`
Значение по умолчанию	`6742.0 H`
Имя для программного использования	`L`
Вычисляемый	Да