水晶発振子のスパイスモデルについて

水晶発振子のスパイスモデルについて水晶発振子のスパイスモデルはLCRの等価回路モデルです。LCRとCの並列接続です。等価回路図はこちらの通りです。つまり、周波数モデルという事になります。デバイスモデリングの方法は、4つの素子の値を決定することになります。Bee Style:でもご紹介しています受動部品のモデリング手法と同一です。等価回路図の各素子の意味は下記の通りです。L1：等価直列インダクタンスC1：等価直列容量R1：等価直列抵抗C2：並列容量水晶発振子のメーカーが、周波数特性図をデータシートに公開してくれればいいのですが、大体のメーカーはスペックシート、つまり、定格表での公開です。よって、周波数特性を理解するのは、サンプルを入手する必要があります。先ず、サンプルに最適な治具を準備し、Aglent4294Aにて、上記4つの値を決めます。これは測定器の機能にパラメータ値を表示してくれる機能があります。水晶発振子のメーカーに勤務している技術者であれば、各値を把握しているので、直接その値でモデル化できます。測定機器で得られた値を初期値にして、最適化ツールPSpice AAOにて、最適解を計算し、その値を採用します。シミュレーションで検証し、%ERRORを確認し、モデル化が終了します。

この等価回路図で再現性のある特性は、インピーダンス特性フェーズ特性の2つになります。大真空のAT-49(12MHz)のスパイスモデルを使用し、2つのシミュレーションを行いました。下記にシミュレーション結果を示します。

(1)インピーダンス特性こちらをご参照下さい。

(2)フェーズ特性こちらをご参照下さい。

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