STマイクロエレクトロニクス社製 “STM32F401”をご検討のお客様へ


STマイクロエレクトロニクス社製STM32ファミリ用の水晶振動子をご案内いたします。
ご検討中のお客様は以下の内容をご覧ください。
※STマイクロエレクトロニクス社発行のアプリケーションノートAN2867(DocID15287 Rev 10)もご参照ください。

発振回路設計時の確認事項

水晶発振回路の設計においては、次の3つの特性について確認が必要です。

① 励振レベル(ドライブレベル)
発振安定性を確認します。また振動子の仕様値内である必要があります。

② 発振余裕度、負性抵抗値
発振能力を確認します。
負性抵抗値(-R)/振動子直列抵抗値(ESR)>5 の条件をお奨めします。

③ 励振レベル(ドライブレベル)
発振安定性を確認します。また振動子の仕様値内である必要があります。
各特性の詳細は、こちらをご参照ください。
http://www5.epsondevice.com/ja/information/precaution/design.html

*周波数安定度:回路や回路素子等のバラツキに対する周波数変動

水晶振動子の選択ガイド

水晶振動子の選択の際には負荷容量(CL)値が大きな要素になります。
下の図のように低いCL(7.0pF)では発振余裕度は良くなり電流値が低下しますが、周波数安定度は低下します。
逆に高いCL(12.5pF)では発振余裕度は低下しますが、発振回路に十分電流を与えると同時に周波数安定度は向上します。
これらの特性を考慮して選択してください。

 *周波数安定度:回路や回路素子等のバラツキに対する周波数変動

水晶振動子の選択ガイド

セイコーエプソンの水晶振動子ラインアップ

製品名 サイズ[mm] 主なアプリケーション例 製品イメージ
FC-135R 3.2x1.5x0.8t 小型携帯機器 FC-135R
FC-12M 2.05x1.2x0.6t FC-12M
FC1610AN 1.6x1.0x0.5t FA1610AN

STM32F401 の発振回路構成と水晶振動子の選択

Pin number of OSC32_IN/OSC32_OUT
For STM32F401xB/STM32F401xC

PKG OSC32_IN OSC32_OUT
UQFP48 3 4
WLCSP49 C7 C6
LQFP64 3 4
LQFP100 8 9
UFBGA100 D1 E1

32kHz Crystal Unit Evaluation result *4 Vdd of STM32F4
Name CL *1
[pF]
Part number *2 R1 *3
[kΩ] Max.
外付け部品 *5 |-R| *6
[kΩ]
[V]
Cg [pF] Cd [pF]
FC-135R 7.0 X1A0001410001 50 7 7 270 3.3V
270 2.4V
300 1.8V
6.0 ご参照ください 50 6 6 300 3.3V
330 2.4V
360 1.8V
FC-12M 5.0 ご参照ください 90 4 3 400 3.3V
430 2.4V
470 1.8V
FC1610AN 5.0 TBD TBD TBD TBD TBD 3.3V
TBD 2.4V
TBD 1.8V
リアルタイムクロック(計時)用途においては、STM32F4シリーズの"Digital calibration"機能をご使用ください。

詳細は、STMicroelectronics社発行のアプリケーションノート "AN3371" (Doc ID 018624) をご参照ください。


注意事項
  • *1. 負荷容量:Load Capacitance
  • *2. 製品型番の下2桁は梱包仕様です。(00:標準梱包)詳細については、こちらでご確認ください。
  • *3. 等価直列抵抗 (ESR)
  • *4. 本評価ではSTM32F401Discovery Board (32F401CDISCOVERY)を使用しました。
  • *5. 本記載内容は、お客様に適正部品の選択をして頂くための設計参照情報です。ICメーカー様よりご提供頂いたセットのみでの評価結果となっており、
     ICおよび周辺部品のバラツキ等の影響は考慮されておりません。弊社では本記載内容を保証いたしかねますので、ご了承ください。
     また、発振回路の特性は配線パターン等の影響により変化いたしますので、お客様の基板上でご評価頂き、発振回路の定数をご決定頂きますよう、
     お願い申し上げます。
  • *6. 負性抵抗:Negative resistance (エプソン推奨値:R1の5倍以上)

基板設計時の注意

信号および水晶振動子、コンデンサ、抵抗の配置
・水晶振動子、コンデンサ、抵抗は、なるべくIC の近くに配置してください。
・配線はなるべく短くし、他の信号線と交差させないでください。

For 32kHz Crystal unit

基板平面図


GND配線、基板内配線
・水晶振動子の下部となる基板面はGNDを配置してください。
・多層基板の場合、水晶振動子の下部となる内層に他の信号線を配置しないでください。
 
基板断面図(多層基板の場合)


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