DIN EN 60689-2009 Measurement and test methods for tuning fork quartz crystal units in the range from 10 kHz to 200 kHz and standard values (IEC 60689 2008) German version EN 60689.pdf

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1、August 2009DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 31.

2、140!$XDeutsche Fassung EN 60689:2009Measurement and test methods for tuning fork quartz crystal units in the range from10 kHz to 200 kHz and standard values (IEC 60689:2008);German version EN 60689:2009Mthodes de mesure et dessai concernant le rglage des rsonateurs quartz dans laplage comprise entre

3、 10 kHz et 200 kHz et valeurs normales (CEI 60689:2008);Version allemande EN 60689:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN EN 60689:2009-08 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2009-03-01 angenommene EN 60689 gilt als DIN-Norm ab

4、2009-08-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 60689:2005-12. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 642 Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (w

5、ww.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 49 Piezoelectric and dielectric devices for frequency control and selection“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf de

6、r IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verwe

7、isung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verwe

8、isung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Nor

9、m durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60689 Mrz 2009 ICS 31.140 Deutsche Fassung Mess- und Prfverfahren fr Stimmgabelquarze im Frequenzbereich von 10 kHz bis 200 kHz sowie Richtwerte (IEC 60689:2008) M

10、easurement and test methods for tuning fork quartz crystal units in the range from 10 kHz to 200 kHz and standard values (IEC 60689:2008) Mthodes de mesure et dessai concernant le rglage des rsonateurs quartz dans la plage comprise entre 10 kHz et 200 kHz et valeurs normales (CEI 60689:2008) Diese E

11、uropische Norm wurde von CENELEC am 2009-03-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten St

12、and befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache,

13、die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien,

14、Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigt

15、en Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2009 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher For

16、m und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60689:2009 DDIN EN 60689:2009-08 EN 60689:2009 Vorwort Der Text des Schriftstcks 48/809/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60689, ausgearbeitet von dem IEC/TC 49 Piezoelectric and dielectric devices for fr

17、equency control and selection“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2009-03-01 als EN 60689 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch A

18、nerkennung bernommen werden muss (dop): 2009-12-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2012-03-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60689:2008 wurde von CENELEC ohne irg

19、endeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60068-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-1:1994 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60

20、068-2-1:2007 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-2:2007 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-7 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-7:1993 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-13 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-13:1999 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-14 ANMERKUNG

21、 Harmonisiert als EN 60068-2-14:1999 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-17 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-17:1994 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-20 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-20:2008 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-21 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-21:2006 (nicht modifizier

22、t). IEC 60068-2-27 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-27:1993 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-30 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-30:2005 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-31 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-31:2008 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-45 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068

23、-2-45:1992 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-78 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-78:2001 (nicht modifiziert). 2 DIN EN 60689:2009-08 EN 60689:2009 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 bersicht 4 3.1 Allgemeines4 3.2 Angewendeter Frequenzbereich4 3.3 Messverf

24、ahren4 3.4 Lastkapazitt 4 3.5 Empfohlene Ansteuerleistung 5 3.6 Messbedingungen5 3.7 Messung der Frequenz-Temperatur-Kennlinie 5 3.8 Lastkapazitt-Frequenz-Kennlinie5 4 Messverfahren5 4.1 Verfahren A 5 4.2 Verfahren B 8 5 Messbedingungen10 5.1 Allgemeines10 5.2 Messbedingungen10 5.3 Messung des Tempe

25、raturganges der Frequenz11 6 Prfung und Umweltprfung 13 6.1 Anwendung der Definition aus IEC 60122-113 6.2 Magnetismus Einfluss eines Magnetfeldes auf die Frequenz.13 6.3 Gehuse.14 6.4 Messbedingungen und elektrisches Betriebsverhalten14 Literaturhinweise 16 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisung

26、en auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen18 Bild 1 Blockschaltbild fr das Messverfahren mit einem Vektor-Netzwerkanalysator oder einem Vektor-Impedanzanalysator .5 Bild 2 Blockschaltbild der Prfvorrichtung.6 Bild 3 Blockschaltbild der Prfvorrichtung (eins

27、chlielich einer Lastkapazitt) 6 Bild 4 Blockschaltbild der Prfvorrichtung fr das Brckenverfahren .8 Bild 5 Blockschaltbild der Prfvorrichtung fr das Brckenverfahren (einschlielich einer Lastkapazitt).9 Bild 6 Blockschaltbild fr die Messung des Temperaturganges der Frequenz.11 Bild 7 Frequenz-Tempera

28、tur-Schablone (Umkehrpunkt (25 5) C, = 45 109/C2)12 Bild 8 f/f-CL-Kurve mit verschiedenen CL-Werten.13 Tabelle 1 Spezifikation des Vektor-Netzwerkanalysators/Vektor-Impedanzanalysators 6 Tabelle 2 Standardwerte .14 3 DIN EN 60689:2009-08 EN 60689:2009 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm gi

29、lt fr Messungen und Prfverfahren fr Stimmgabel-Schwingquarze im Bereich von 10 kHz bis 200 kHz und Normwerte fr die Frequenzstabilisierung und -selektion. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt n

30、ur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60027 (all parts), Letter symbols to be used in electrical technology IEC 60050-561, International Electrotechnical Vocabulary Chapter 561: P

31、iezoelectric devices for frequency control and selection IEC 60122-1, Quartz crystal units of assessed quality Part 1: Generic specification IEC 60122-3, Quartz crystal units of assessed quality Part 3: Standard outlines and lead connections IEC 60444 (series), Measurement of quartz crystal unit par

32、ameters by zero phase technique in a -network IEC 60617, Graphical symbols for diagrams ISO 1000:1992, SI units and recommendations for the use of their multiples and certain other units 3 bersicht 3.1 Allgemeines Einheiten, Bildsymbole, Buchstabensymbole und die Terminologie sind mglichst den folge

33、nden Normen zu entnehmen: IEC 60027, IEC 60050-561, IEC 60122-1, IEC 60617 und ISO 1000. 3.2 Angewendeter Frequenzbereich Der Frequenzbereich reicht von 10 kHz bis 200 kHz. 3.3 Messverfahren Das Messverfahren entspricht dem der Normenreihe IEC 60444. Die Anwendung des Brckenverfahrens als vereinfach

34、tes Messverfahren ist zulssig. ANMERKUNG Weitere Verfahren wie das Lissajous-Verfahren oder Verfahren mit einer Schwingschaltung werden zur Messung von Gren der Ersatzschaltung nicht empfohlen. 3.4 Lastkapazitt Die gegenwrtigen Bedingungen legen Lastkapazitten von 8 pF, 10 pF, 12 pF, 15 pF, 20 pF un

35、d 30 pF fest. 4 DIN EN 60689:2009-08 EN 60689:2009 3.5 Empfohlene AnsteuerleistungN1)Die gegenwrtig empfohlene AnsteuerleistungN1)betrgt 0,1 W. 3.6 Messbedingungen Die Messbedingungen werden in 5.2 angegeben. 3.7 Messung der Frequenz-Temperatur-Kennlinie Die Messung der Frequenz-Temperatur-Kennlinie

36、 wird in Abschnitt 5 beschrieben. 3.8 Lastkapazitt-Frequenz-Kennlinie Die gegenwrtigen Bedingungen fr die Lastkapazitt-Frequenz-Kennlinie werden in 5.3.4 angegeben. 4 Messverfahren 4.1 Verfahren A Das Messverfahren nach der Normenreihe IEC 60444 liefert ein Blockschaltbild (einschlielich einer Last-

37、kapazitt), eine Prfvorrichtung (einschlielich fr oberflchenmontierbare Bauelemente) mit zustzlichen Werten des Widerstandes bei hohen Impedanzwerten (Standard-Netzwerk 25 ) und Anforderungen an die Gertetechnik fr einen Frequenzbereich von 10 kHz bis 200 kHz. Das Messverfahren in dieser Norm wird al

38、s Standard-Messverfahren angesehen. 4.1.1 Vektor-Netzwerkanalysator/Vektor-Impedanzanalysator Das Messverfahren mit dem Vektor-Netzwerkanalysator oder dem Vektor-Impedanzanalysator basiert auf der folgenden Verfahrensweise. 4.1.2 Blockschaltbild In Bild 1 ist das Blockschaltbild fr das Messverfahren

39、 mit einem Vektor-Netzwerkanalysator oder einem Vektor-Impedanzanalysator angegeben. Bild 1 Blockschaltbild fr das Messverfahren mit einem Vektor-Netzwerkanalysator oder einem Vektor-Impedanzanalysator N1)Nationale Funote: Hier muss es richtig heien: Quarzbelastung 5 DIN EN 60689:2009-08 EN 60689:20

40、09 4.1.3 Spezifikationen fr Vektor-Netzwerkanalysator/Vektor-Impedanzanalysator Die Spezifikation des Vektor-Impedanzanalysators ist in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Spezifikation des Vektor-Netzwerkanalysators/Vektor-Impedanzanalysators Betreff Spezifikation Frequenzbereich Der Messbereich des Ger

41、tes muss 10 kHz bis 200 kHz betragen. Frequenzgenauigkeit 1 106Genauigkeit des Reihenwiderstandes 1 % Einstellbereich des Signalpegels 5 mVeffbis 1 Veffoder 200 Aeffbis 20 mAeffUnerwnschtes Strsignalpegel 40 dB max. Sonstiges RC23C, LAN usw. 4.1.4 Prfvorrichtung Es ist eine Prfvorrichtung zu verwend

42、en. Diese Prfvorrichtung muss elektrisch und mechanisch mit dem verwendeten Vektor-Netzwerkanalysator oder Vektor-Impedanzanalysator zusammenpassen. In Bild 2 und Bild 3 sind die Blockschaltbilder der Ersatzschaltung der Prfvorrichtung angegeben. Bild 2 Blockschaltbild der Prfvorrichtung Bild 3 Bloc

43、kschaltbild der Prfvorrichtung (einschlielich einer Lastkapazitt) Der Ersatzreihenwiderstand der Schwingquarze nimmt unterschiedliche Werte an, die mit der Bauart im Zusammenhang stehen. Die Widerstandswerte umfassen einen Bereich von 1 k bis 100 k. Dies ist der Grund dafr, dass der Reihenwiderstand

44、 der Schwingquarze die Widerstnde R1und R2entsprechend bestimmt. Diese Werte sollten mit dem Kunden vertraglich festgelegt werden. Da nur der Niederfrequenz-bereich behandelt wird, gibt es fr den Aufbau und den Werkstoff der Prfvorrichtung keine speziellen Fest-legungen. 6 DIN EN 60689:2009-08 EN 60

45、689:2009 BEISPIEL Jede Gre nimmt die folgenden Werte in den folgenden Bereichen an.N2)Rrbetrgt 1 k bis 10 k: N_TF = 10 000, R1= 49,5 k und R2= 5,008 M Rrbetrgt 10 k bis 20 k: N_TF = 17 000, R1= 50 k und R2= 15,000 M Rrbetrgt 20 k bis 40 k: N_TF = 24 000, R1= 50,464 k und R2= 30 M Rrbetrgt 40 k bis 7

46、0 k: N_TF = 33 000, R1= 49,809 k und R2= 55,008 M Rrbetrgt 70 k bis 200 k: N_TF = 41, R1= 50,119 k und R2= 85,008 M ANMERKUNG Der Aufbau und der Werkstoff der Prfvorrichtung werden durch Untersuchung bestimmt. 4.1.5 Messung von Gren der Ersatzschaltung Die Messungen von Ersatzwiderstand RrN3), Reson

47、anzfrequenz fr, dynamischer Kapazitt C1, Gtefaktor Q und Lastresonanzfrequenz fLwerden nach der Normenreihe IEC 60444 durchgefhrt. Der Lastresonanzoffset zwischen der Lastresonanzfrequenz fLund der Resonanzfrequenz frkann mit der folgenden Gleichung aus den Parametern C0und C1berechnet werden. ()101

48、2Cff CC=+4.1.6 Frequenzziehbereich 4.1.6.1 Allgemeines Mit dem Frequenzziehen mssen Frequenzverstze kompensiert werden, die ihre Ursachen haben in: a) Grenzabweichungen von anderen Bauelementen der (Uhren-)Oszillatorschaltung; b) Abgleichtoleranzen; c) Alterung whrend der wirtschaftlichen Lebensdaue

49、r der (Uhren-)Oszillatorschaltung; d) Frequenzversatz aufgrund von Schocks und Vibrationen. 4.1.6.2 Alternative Bestimmung der dynamischen Kapazitt C1Die dynamische Kapazitt kann alternativ aus der Frequenzdifferenz bestimmt werden, wenn der Schwing-quarz bei zwei unterschiedlichen Lastkapazitten gemessen wird. Die dynamische Kapazitt C1w