measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

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EESTI STANDARDIKESKUS EESTI STANDARD EVS-EN 60444-6:2002 Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6: Measurement of drive level dependence (DLD)

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Page 1: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

EESTI STANDARDIKESKUS

EESTI STANDARD EVS-EN 60444-6:2002

Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6: Measurement of drive level dependence (DLD)

Page 2: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

EESTI STANDARDI EESSÕNA NATIONAL FOREWORD

Käesolev Eesti standard EVS-EN 60444-6:2002 sisaldab Euroopa standardi EN 60444-6:1997 ingliskeelset teksti.

This Estonian standard EVS-EN 60444-6:2002 consists of the English text of the European standard EN 60444-6:1997.

Standard on kinnitatud Eesti Standardikeskuse 18.12.2002 käskkirjaga ja jõustub sellekohase teate avaldamisel EVS Teatajas.

This standard is ratified with the order of Estonian Centre for Standardisation dated 18.12.2002 and is endorsed with the notification published in the official bulletin of the Estonian national standardisation organisation.

Standard on kättesaadav Eesti standardiorganisatsioonist.

The standard is available from Estonian standardisation organisation.

ICS 31.140

Standardite reprodutseerimis- ja levitamisõigus kuulub Eesti Standardikeskusele

Andmete paljundamine, taastekitamine, kopeerimine, salvestamine elektroonilisse süsteemi või edastamine ükskõik millises vormis või millisel teel on keelatud ilma Eesti Standardikeskuse poolt antud kirjaliku loata. Kui Teil on küsimusi standardite autorikaitse kohta, palun võtke ühendust Eesti Standardikeskusega: Aru 10 Tallinn 10317 Eesti; www.evs.ee; Telefon: 605 5050; E-post: [email protected] Right to reproduce and distribute Estonian Standards belongs to the Estonian Centre for Standardisation No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, without permission in writing from Estonian Centre for Standardisation. If you have any questions about standards copyright, please contact Estonian Centre for Standardisation: Aru str 10 Tallinn 10317 Estonia; www.evs.ee; Phone: +372 605 5050; E-mail: [email protected]

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Page 3: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

EUROPEAN STANDARD EN 60444-6NORME EUROPENNEEUROPÄISCHE NORM April 1997

lcs 31.140

Descriptors: Quartz crystal resonators, measurement of parameters, drive level dependence (DLD), DLD effects, test methods

English version

Measurement of quartz crystai unit parametersPart 6: Measurement of drive level dependence (DLD)

(IEC 444-6:1995)

Mesure des paramtres desrsonateurs ä quartzPartie 6: Mesure de la dpendancedu niveau d'excitation (DNE)(CEI 444-6:1995)

Messung von Schwingquarz-KennwertenTeil 6: Messung der Belastungs-abhängigkeit (DLD)(IEC 444-6:1995)

This European Standard was approved by CENELEC on 1 997-03-1 1. CENELEC members are bound tocomply with the CEN/CENELEC lnternal Regulations which stipulate the conditions for giving thisEuropean Standard the status of a national standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to any CENELEC member.This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any otherlanguage made by translation under the responsibility of a CENELEC member into its own language andnotified to the Central Secretariat has the same status as the official versions.CENELEC members are the national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Denmark, Finland,France, Germany, Greece, lceland, lreland, ltaly, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,Sweden, Switzerland and United Kingdom.

CENELECEuropean 'Committee for Electrotechnical Standardization

Comitä Europen de Normalisation ElectrotechniqueEuropäisches Komitee für Elektrotechnische Normung

Central Secretariat: rue de Stassart 35, B - 1050 Brussels

1997 CENELEC - All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CENELEC members.

Ref. No. EN 60444-6:1997 E

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Page 4: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

Page 2EN 60444-6:1997

Foreword

The text of the lnternational Standard IEC 444-6: 1 995, prepared by IEC TC 49, Piezoelectricand dielectric devices for frequency control and selection, was submitted to the formal voteand was approved by CENELEC as EN 60444-6 on 1 997-03-1 1 without any modification.

The following dates were fixed:

- latest date by which the EN has to be implementedat national level by publication of an identicalnational standard or by endorsement (dop) 1 997-1 2-01

- latest date by which the national standards conflictingwith the EN have to be withdrawn (dow) 1 997-1 2-01

Annexes designated "normative" are part of the body of the standard.ln this standard, annexes A and ZA are normative.Annex ZA has been added by CENELEC.

Endorsement notice

The text of the lnternational Standard IEC 444-6:1995 was approved by CENELEC as aEuropean Standard without any modification.

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Page 5: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

Page 3EN 60444-6:1997

Annex ZA (normative)

Normative references to international publicationswith their corresponding European publications

This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from otherpublications. These normative references are cited at the appropriate places in the text andthe publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to orrevisions of any of these pubiications apply to this European Standard only when incorporatedin it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publicationreferred to applies (including amendments).

NOTE: When an international publication has been modified by common modifications, indicated by (mod),the relevant EN/HD applies.

PublicationYearTitle EN/HDYear

IEC 444-11986 Measurement of quartz crystal unitEN 60444-11997parameters by zero phase techniquein a pi-networkPart 1: Basic method for the measurementof resonance frequency and resonanceresistance of quartz crystal units by zerophase technique in a pi-network

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Page 6: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

NORME C EINTERNATIONALE I ECINTERNATIONAL 444-6STANDARD Première édition

First edition1995-01

Mesure des paramètres des résonateursà quartz

Partie 6:Mesure de la dépendance du niveaud'excitation (DNE)

Measurement of quartz crystal unit parameters —

Part 6:Measurement of drive level dependence (DLD)

IEC• Numéro de référenceReference number

CEI/IEC 444-6: 1995

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Page 7: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

Numéros des publications

Depuis le 1 er janvier 1997, les publications de la CE!sont numérotées à partir de 60000.

Publications consolidées

Les versions consolidées de certaines publications dela CEI incorporant les amendements sont disponibles.Par exemple, les numéros d'édition 1.0, 1.1 et 1.2indiquent respectivement la publication de base, lapublication de base incorporant l'amendement 1, et lapublication de base incorporant les amendements 1et 2.

Validité de la présente publication

Le contenu technique des publications de la CEI estconstamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'étatactuel de la technique.

Des renseignements relatifs à la date de reconfir-mation de la publication sont disponibles dans leCatalogue de la CEI.

Les renseignements relatifs à . des questions à l'étude etdes travaux en c-urs entrepris par le comité techniquequi a établi cette publication, ainsi que la liste despublications établies, se trouvent dans les documents ci-dessous:

• «Site web» de la CEI*

• Catalogue des publications de la CEIPublié annuellement et mis à jourrégulièrement(Catalogue en ligne)*

• Bulletin de la CEIDisponible à la fois au «site web» de la CEI*et comme périodique imprimé

Terminologie, symboles graphiqueset littéraux

En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteurse reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-technique International (VEI).

Pour les symboles graphiques, les symboles littérauxet les signes d'. 'sage général approuvés par la CET, lelecteur consûlterL la CEI 60027: Symboles littéraux àutiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symbolesgraphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé etcompilation des feuilles individuelles, et la CET 60617:Symboles graphiques pour schémas.

Numbering

As from 1 January 1997 all IEC publications areissued with a designation in the 60000 series.

Consolidated publications

Consolidated versions of some IEC publicationsincluding amendments are available. For example,edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, tothe base publication, the base publication incor-porating amendment 1 and the base publicationincorporating amendments 1 and 2.

Validity of this publication

The technical content of IEC publications is keptunder constant review by the IEC, thus ensuring thatthe content reflects current technology.

Information relating to the date of the reconfirmationof the publication is available in the IEC catalogue.

Information on the subjects under consideration andwork in progress undertaken by the technicalcommittee which has prepared this publication, as wellas the list of publications issued, is to be found at thefollowing IEC sources:

• IEC web site*

• Catalogue of IEC publicationsPublished yearly with regular updates

(On-line catalogue)*

• IEC BulletinAvailable both at the IEC web site* andas a printed periodical

Terminology, graphical and lettersymbols

For general terminology, readers are referred toIEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary(IEV).

For graphical symbols, and letter symbols and signsapproved by the IEC for general use, readers arereferred to publications IEC 60027: Letter symbols tobe used in electrical technology, IEC 60417: Graphicalsymbols for use on equipment. Index, survey andcompilation of the single sheets and IEC 60617:Graphical symbols for diagrams.

* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

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Page 8: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

NORME CEIINTERNATIONALE IECINTERNATIONAL 444-6STANDARD Première édition

First edition

1995-01

Mesure des paramètres des résonateursà quartz

Partie 6:Mesure de la dépendance du niveaud'excitation (DNE)

Measurement of quartz crystal unit parameters —

Part 6:Measurement of drive level dependence (DLD)

© CEI 1995 Droits de reproduction réservés — Copy right – all rights reserved

Aucune partie de cette publication ne peut étre reproduite niutilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie etles microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.

No part of this publication may be reproduced or utilized inany form or by any means, electronic or mechanical,including photocopying and microfilm, without permissionin writing from the publisher.

Bureau Central de la Commission Electrotechnique Inte rnationale 3, rue de Varembé Genève, Suisse

Commission Electrotechnique Internationale CODE PRIXInternational Electrotechnical Commission PRICE CODEMetnayHapoAHae 3netcsparexHH4ecitafi KoMHCCaw

Pour prix, voir catalogue en vigueurFor price, see current catalogue

IEC•

Q

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Page 9: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

– 2 – 444-6 ©CEI:1995

SOMMAIRE

Pages

AVANT- PROPOS 4

INTRODUCTION 8

Ar ticles

1 Généralités 10

1.1 Domaine d'application 101.2 Références normatives 10

2 Effets de DNE 10

2.1 Changements réversibles de la fréquence et de la résistance 102.2 Changements irréversibles de la fréquence et de la résistance 102.3 Raisons des effets DNE 12

3 Niveaux d'excitation pour la mesure de DNE 12

4 Méthodes d'essais 14

4.1 Méthode d'essai A (méthode du réseau en n) 144.2 Méthode d'essai B (méthode d'oscillateur) 18

Annexe A – Relation entre le niveau d'excitation électrique et le déplacement mécaniquedes résonateurs à quartz 30

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Page 10: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

444-6 © IEC:1995 - 3 -

CONTENTS

Page

FOREWORD 5

INTRODUCTION 9

Clause

1 General 11

1.1 Scope 111.2 Normative references 11

2 DLD effects 11

2.1 Reversible changes in frequency and resistance 112.2 Irreversible changes in frequency and resistance 112.3 Causes of DLD effects 13

Drive levels for DLD measurement 13

4 Test methods 15

4.1 Test method A (7r-network method) 154.2 Test method B (oscillator method) 19

Annex A - Relationship between electrical drive level and mechanical displacement ofquartz crystal units 31

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Page 11: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

- 4 - 444-6 ©CEI:1995

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

MESURE DES PARAMÈTRES DES RÉSONATEURS À QUARTZ —

Partie 6: Mesure de la dépendancedu niveau d'excitation (DNE)

AVANT-PROPOS

1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisationcomposée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI apour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans lesdomaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normesinternationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comiténational intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales etnon gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collaboreétroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées paraccord entre les deux organisations.

2) Les décisions ou accords officiels de la CEI en ce qui concerne les questions techniques, préparés par lescomités d'études où sont représentés tous les Comités nationaux s'intéressant à ces questions, exprimentdans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés.

3) Ces décisions constituent des recommandations internationales publiées sous forme de normes, derapports techniques ou de guides et agréées comme telles par les Comités nationaux.

4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagentà appliquer de façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEIdans leurs normes nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la normenationale ou régionale correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.

La norme internationale CEI 444-6 a été établie par le comité d'études 49 de la CEI: Dis-positifs piézoélectriques et diélectriques pour la commande et le choix de la fréquence.

Elle constitue la partie 6 de la série des publications de la CEI sur les méthodes demesure des paramètres des résonateurs à quartz.

La partie 1: Méthode fondamentale pour la mesure de la fréquence de résonance et de larésistance de résonance des quartz piézoélectriques par la technique de phase nulle dansle circuit en it, est parue comme CEI 444-1 (deuxième édition, 1986).

La partie 2: Méthode de décalage de phase pour la mesure de la capacité dynamique desquartz, est parue comme CEI 444-2 (1980).

La partie 3: Méthode fondamentale pour la mesure des paramètres à deux p6les desrésonateurs à quartz à la fréquence jusqu'à 200 MHz par la technique de phase dans lecircuit en 7E, avec compensation de la capacité parallèle Co , est parue comme CEI 444-3(1986).

La partie 4: Méthode pour la mesure de la fréquence de résonance à la charge fL et de larésistance de résonance à la charge RL et pour le calcul des autres valeurs dérivées desquartz piézoélectriques, jusqu'à 30 MHz, est parue comme CEI 444-4 (1988).

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Page 12: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

444-6 © IEC:1995 - 5 -

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

MEASUREMENT OF QUARTZ CRYSTAL UNIT PARAMETERS —

Part 6: Measurement of drive level dependence (DLD)

FOREWORD

1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardizationcomprising all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is topromote international cooperation on all questions concerning standardization in the electrical andelectronic fields. To this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards.Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested inthe subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental andnon-governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. The IECcollaborates closely with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance withconditions determined by agreement between the two organizations.

2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by technical committees onwhich all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly aspossible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with.

3) They have the form of recommendations for international use published in the form of standards, technicalreports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.

4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC InternationalStandards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Anydivergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearlyindicated in the latter.

International Standard IEC 444-6 has been prepared by IEC technical committee 49:Piezoelectric and dielectric devices for frequency control and selection.

It forms part 6 of a series of publications dealing with the measurement of quartz crystalunit parameters.

Part 1: Basic method for the measurement of resonance frequency and resonance resist-ance of quartz crystal units by zero phase technique in a it-network, is issued as IEC 444-1(second edition, 1986).

Part 2: Phase offset method for measurement of motional capacitance of quartz crystalunits, is issued as IEC 444-2 (1980).

Part 3: Basic method for the measurement of two-terminal parameters of qua rtz crystalunits up to 200 MHz by phase technique in a It-network with compensation of the parallelcapacitance Co, is issued as IEC 444-3 (1986).

Part 4: Method for the measurement of the load resonance frequency fL, load resonanceresistance R the calculation of other derived values of qua rtz crystal units, up to30 MHz, is issued as IEC 444-4 (1988).

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Page 13: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

- 6 - 444-6 ©CEI:1995

La partie 5: Méthode de mesure des dispositifs piézoélectriques pour la détermination desparamètres électriques équivalents, utilisant des analyseurs automatiques de réseaux etcorrection des erreurs, sera publiée comme CEI 444-5.

Le texte de cette norme est issu des documents suivants:

DIS Rapport de vote

49(BC)273 49/284/RVD

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le voteayant abouti à l'approbation de cette norme.

L'annexe A fait partie intégrante de cette norme.

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Page 14: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

444-6 © IEC:1995 - 7 -

Part 5: Reference method of the measurement of crystal units, using automatic networkanalyzer techniques for the determination of equivalent electrical parameters, will beissued as IEC 444-5.

The text of this standard is based on the following documents:

DIS Report on voting

49(CO)273 49/284/RVD

Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the repo rton voting indicated in the above table.

Annex A forms an integral part of this standard.

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Page 15: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

- 8 - 444-6 ©CEI:1995

INTRODUCTION

Le niveau d'excitation (exprimé comme la puissance/la tension ou le courant passant parle résonateur à quartz) force le résonateur à produire des oscillations mécaniques aumoyen de l'effet piézoélectrique. Dans ce processus, le travail d'accélération est convertien énergie cinétique et élastique, et les pertes de puissance en chaleur. La dernière con-version est due au frottement interne et externe du résonateur à quartz.

Les pertes de frottement dépendent de la vitesse des masses vibrantes et elles augmen-tent lorsque l'oscillation n'est plus linéaire ou lorsque les vitesses critiques, les élon-gations ou déformations, excursions ou accélérations sont atteintes dans le résonateur àquartz ou sur ses surfaces et points de montage (voir l'annexe A). Cela provoque deschangements de la résistance et de la fréquence, ainsi que des changements addition-nels, du fait que ces paramètres dépendent de la température.

A des niveaux d'excitation «élevés» (par exemple supérieurs à 1 mW ou 1 mA pour lesrésonateurs à quartz de coupe AT) des changements sont observés sur tous les résonateurs àquartz et ils peuvent provoquer des changements irréversibles de l'amplitude et de la fréquence.Toute augmentation additionnelle du niveau d'excitation peut détruire le résonateur.

A part cet effet, des changements de la fréquence et de la résistance sont observés dansquelques résonateurs à quartz (par exemple inférieurs à 1 pW ou 50 pA pour lesrésonateurs à quartz de coupe AT) à des niveaux d'excitation «bas». Dans ce cas, lorsquele gain de boucle n'est pas suffisant, le démarrage des oscillations est difficile. Dans lesfiltres à quartz, l'affaiblissement de transmission et l'ondulation changeront.

De plus, le couplage entre le mode de vibration spécifié et les autres modes (par exempledu résonateur lui-même, du montage, et du gaz de remplissage) dépend aussi du niveaud'excitation. En raison des caractéristiques de température de ces modes différents, cescouplages contribueront à des changements de la fréquence et de la résistance du modespécifié dans les gammes étroites de températures. Ces changements augmentent avecl'élévation du niveau d'excitation. Cependant, cet effet ne sera pas considéré dans cettepartie de la CEI 444.

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Page 16: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

444-6 © IEC:1995 - 9 -

INTRODUCTION

The drive level (expressed as power/voltage across or current through the crystal unit)forces the resonator to produce mechanical oscillations by way of piezoelectric effect. Inthis process, the acceleration work is converted to kinetic and elastic energy and thepower loss to heat. The latter conversion is due to the inner and outer friction of the quartzresonator.

The frictional losses depend on the velocity of the vibrating masses and increase when theoscillation is no longer linear or when critical velocities, elongations or strains, excursionsor accelerations are attained in the quartz resonator or at its surfaces and mounting points(see annex A). This causes changes in resistance and frequency, as well as furtherchanges due to the temperature dependence of these parameters.

At "high" drive levels (e.g. above 1 mW or 1 mA for AT-cut crystal units) changes areobserved by all crystal units and these also can result in irreversible amplitude andfrequency changes. Any further increase of the drive level may destroy the resonator.

Apart from this effect, changes in frequency and resistance are observed at low" drivelevels in some crystal units, e.g. below 1 pW or 50 pA for AT-cut crystal units). In thiscase, if the loop gain is not sufficient, the start-up of the oscillation is difficult. In crystalfilters the transducer attenuation and ripple will change.

Furthermore, the coupling between a specified mode of vibration and other modes (e.g. ofthe resonator itself, the mounting and the back-fill gas) also depends on the level of drive.Due to the differing temperature response of these modes, these couplings give rise tochanges of frequency and resistance of the specified mode within narrow temperatureranges. These changes increase with increasing drive level. However, this effect will notbe considered further in this part of IEC 444.

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Page 17: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

- 10 - 444-6 ©CEI:1995

MESURE DES PARAMÈTRES DES RÉSONATEURS À QUARTZ —

Partie 6: Mesure de la dépendancedu niveau d'excitation (DNE)

1 Généralités

1.1 Domaine d'application

La présente partie de la CEI 444 s'applique aux mesures de la dépendance du niveaud'excitation (DNE) des résonateurs à quartz. Deux méthodes d'essai sont traitées. Laméthode A, basée sur la méthode du réseau en 7C conformément à la CEI 444-1, peut êtreutilisée dans la gamme des fréquences complète couverte par la présente partie de laCEI 444. La méthode B, méthode d'oscillateur, est adaptée pour la mesure des résonateurs àquartz sur le mode fondamental en grandes séries avec des conditions de mesure fixées.

1.2 Références normatives

Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de laréférence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de laCEI 444. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toutdocument normatif est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur laprésente partie de la CD 444 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer leséditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de laCEI et de l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.

CEI 444, Mesure des paramètres des résonateurs à quartz

CEI 444-1:1986, Mesure des paramètres des quartz piézoélectriques par la technique dephase nulle dans le circuit en TC — Première partie: Méthode fondamentale pour la mesurede la fréquence de résonance et de la résistance de résonance des quartz piézo-électriques par la technique de phase nulle dans le circuit en n.

2 Effets de DNE

2.1 Changements réversibles de la fréquence et de la résistance

Les changements réversibles sont des changements de la fréquence et de la résistancequi ont lieu avec les mêmes niveaux d'excitation après des mesures répétitives effectuéesalternativement aux niveaux faible et élevé, ou après des mesures continues ou quasicontinues à partir du niveau le plus faible à celui le plus élevé et en retour, si ces mesuresrestent dans les limites de la précision de mesure.

2.2 Changements irréversibles de la fréquence et de la résistance

Les changements irréversibles sont des changements significatifs de la fréquence et/oude la résistance qui ont lieu au bas niveau après une mesure intermédiaire au niveauélevé, par exemple lorsque la résistance préalablement élevée au bas niveau est changéeen basse résistance lorsque l'on refait la mesure.

NOTE - Lorsque le résonateur à quartz n'est pas mis en oeuvre pendant quelques jours, sa résistance peut revenir àune valeur élevée lorsqu'on travaille de nouveau au bas niveau. Il convient de veiller à l'effet irréversible parce qu'ilpeut déteriorer de façon significative la performance des dispositifs qui sont mis en oeuvre sporadiquement seulement

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Page 18: Measurement of quartz crystal unit parameters - part 6

444-6 ©IEC:1995 – 11 -

MEASUREMENT OF QUARTZ CRYSTAL UNIT PARAMETERS –

Part 6: Measurement of drive level dependence (DLD)

1 General

1.1 Scope

This pa rt of IEC 444 applies to the measurements of drive level dependence (DLD) ofqua rtz crystal units. Two test methods are described. Method A, based on the it-networkmethod according to IEC 444-1, can be used in the complete frequency range covered bythis pa rt of IEC 444. Method B, an oscillator method, is suitable for measurements offundamental mode crystal units in larger quantities with fixed conditions.

1.2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in thistext, constitute provisions of this part of IEC 444. At the time of publication, the editionsindicated were valid. All normative documents are subject to revision, and pa rt ies toagreements based on this pa rt of IEC 444 are encouraged to investigate the possibility ofapplying the most recent editions of the normative documents indicated below. Membersof IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.

IEC 444: Measurement of qua rtz crystal unit parameters

IEC 444-1:1986, Measurement of qua rtz crystal unit parameters by zero phase techniquein a n-network - Pa rt 1: Basic method for the measurement of resonance frequency andresonance resistance of qua rtz crystal units by zero phase technique in a re-network

2 DLD effects

2.1 Reversible changes in frequency and resistance

Reversible changes are changes in frequency and resistance occurring under the samedrive levels after repeated measurements made alternatively at low and high levels, orafter continuous or quasi-continuous measurements from the lowest to the highest leveland back, if these changes remain within the limits of the measurement accuracy.

2.2 Irreversible changes in frequency and resistance

Irreversible changes are significant changes in frequency and/or resistance occurring atlow level after an intermediate measurement at high level, e.g. when a previously highresistance at low level has changed in the repeated measurement to a low resistance.

NOTE — When the crystal unit has not been operated for several days, its resistance may have changedback to a high value when operated again at a lower level. Greater attention should be paid to the irreversibleeffect since it can significantly impair the performance of devices which are operated only sporadically.

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