MICROCHIP AN2648 Selezzione è Testa Oscillatori Cristalli 32.768 kHz per Microcontrollers AVR

Introduzione

Autori: Torbjørn Kjørlaug è Amund Aune, Microchip Technology Inc.
Questa nota di l'applicazione riassume i principii di u cristallu, e cunsiderazioni di u layout di PCB, è cumu pruvà un cristallu in a vostra applicazione. Una guida di selezzione di cristalli mostra i cristalli cunsigliati testati da esperti è truvati adattati per vari moduli oscillatori in diverse famiglie Microchip AVR®. Pruvate firmware è rapporti di prova da parechji venditori di cristalli sò inclusi.

Features

• Fundamenti di l'oscillatore di cristallo
• Cunsiderazioni di cuncepimentu di PCB
• Pruvate a robustezza di u cristallu
• Pruvate Firmware Inclusu
• Guida di Raccomandazioni Crystal

Fundamenti di l'oscillatore di cristallo

Introduzione

Un oscillatore di cristallo usa a risonanza meccanica di un materiale piezoelettricu vibrante per generà un signalu di clock assai stabile. A frequenza hè generalmente aduprata per furnisce un signalu di clock stabile o mantene a traccia di u tempu; per quessa, l'oscillatori di cristalli sò largamente utilizati in l'applicazioni di Radio Frequency (RF) è i circuiti digitale sensibili à u tempu.
I cristalli sò dispunibuli da parechji venditori in diverse forme è dimensioni è ponu varià assai in u rendiment è e specificazioni. Capisce i paràmetri è u circuitu di l'oscillatore hè essenziale per una applicazione robusta stabile nantu à variazioni di temperatura, umidità, alimentazione è prucessu.
Tutti l'uggetti fisichi anu una freccia naturali di vibrazione, induve a freccia di vibrazione hè determinata da a so forma, dimensione, elasticità è rapidità di u sonu in u materiale. U materiale piezoelettricu distorsioni quandu un campu elettricu hè appiicatu è genera un campu elettricu quandu torna à a so forma originale. U materiale piezoelettricu più cumuni utilizatu
in i circuiti elettronichi hè un cristalu di quartz, ma i resonatori ceramichi sò ancu usati - in generale in applicazioni low-cost o menu timing-critical. I cristalli di 32.768 kHz sò generalmente tagliati in forma di un diapason. Cù cristalli di quartz, frequenze assai precise ponu esse stabilite.

Figura 1-1. Forma di un cristallo di diapason à 32.768 kHz

L'oscillatore

I criteri di stabilità di Barkhausen sò dui cundizioni utilizati per determinà quandu un circuitu elettronicu oscillarà. Dicenu chì se A hè u guadagnu di u ampL'elementu lificante in u circuitu elettronicu è β(jω) hè a funzione di trasferimentu di u parcorsu di feedback, l'oscillazioni à u statu stazionariu sò sustinuti solu à frequenze per quale:

• U guadagnu di loop hè uguale à l'unità in magnitudine assoluta, |βA| = 1
• Le déphasage autour de la boucle est nul ou un multiple entier de 2π, soit ∠βA = 2πn pour n ∈ 0, 1, 2, 3…

U primu criteriu assicurarà una constante ampsignale di litudine. Un numeru menu di 1 attenuarà u signale, è un numeru più grande di 1 ampLificà u signalu à l'infinitu. U secondu criteriu assicurarà una frequenza stabile. Per altri valori di spostamentu di fase, l'uscita di l'onda sinusoidale serà annullata per via di u loop di feedback.

Figura 1-2. Loop di feedback

L'oscillatore 32.768 kHz in i microcontrollers Microchip AVR hè mostratu in a Figura 1-3 è hè custituitu da un inverter.
amplifier (internu) è un cristalu (esternu). I condensatori (CL1 è CL2) rapprisentanu a capacità parassita interna. Certi dispusitivi AVR anu ancu capacitori di carica interna selezziunati, chì ponu esse aduprati per riduce a necessità di condensatori di carica esterni, secondu u cristallu utilizatu.
L'inversione amplifier donne un déphasage de π radian (180 gradi). Le déphasage de π radian restant est fourni par le cristal et la charge capacitive à 32.768 kHz, provoquant un déphasage total de 2π radian. Durante l'iniziu, u ampL'output di lifier aumenterà finu à chì l'oscillazione stazionaria hè stabilita cù un guadagnu di loop di 1, facendu chì i criteri di Barkhausen sò cumpletati. Questu hè cuntrullatu automaticamente da i circuiti oscillatori di u microcontroller AVR.

Figura 1-3. Pierce Crystal Oscillator Circuit in AVR® Devices (simplificatu)

Modellu Elettricu

U circuitu elettricu equivalente di un cristallu hè mostratu in Figura 1-4. A reta di serie RLC hè chjamata bracciu mutivu è dà una descrizzione elettrica di u cumpurtamentu meccanicu di u cristallu, induve C1 rapprisenta l'elasticità di u quartz, L1 rapprisenta a massa vibrante, è R1 rapprisenta pèrdite dovute à d.amping. C0 hè chjamatu shunt o capacità statica è hè a somma di a capacità parassita elettrica per via di l'alloghji di cristalli è l'elettrodi. Se a
metru di capacità hè adupratu per misurà a capacità di cristalli, solu C0 serà misurata (C1 ùn hà micca effettu).

Figura 1-4. Circuitu equivalente à l'oscillatore di cristallo

Utilizendu a trasformazione di Laplace, duie frequenze di risonanza ponu esse truvate in questa reta. A serie risonante
frequenza, fs, dipende solu da C1 è L1. A frequenza parallela o anti-resonant, fp, include ancu C0. Vede a Figura 1-5 per e caratteristiche di reattanza versus freccia.

Equazioni 1-1. Frequenza di risonanza di serie

Equazioni 1-2. Frequenza di risonanza parallela

Figura 1-5. Caratteristiche di reattanza di cristalli

I cristalli sottu 30 MHz ponu operà à qualsiasi freccia trà a serie è frequenze di resonante parallele, chì significa chì sò inductivi in ​​funziunamentu. I cristalli d'alta frequenza sopra 30 MHz sò generalmente operati à a freccia di risonanza di serie o frequenze di overtone, chì si trovanu à multiplici di a frequenza fundamentale. Aghjunghjendu una carica capacitiva, CL, à u cristallu pruvucarà un cambiamentu di freccia datu da l'Equazione 1-3. A frequenza di cristalli pò esse sintonizzata variendu a capacità di carica, è questu hè chjamatu pulling di frequenza.

Equazioni 1-3. Frequenza di risonanza parallela spostata

Resistenza di serie equivalente (ESR)

A resistenza di serie equivalente (ESR) hè una rappresentazione elettrica di e perdite meccaniche di u cristallu. À a serie
frequenza di risonanza, fs, hè uguali à R1 in u mudellu elettricu. L'ESR hè un paràmetru impurtante è pò esse truvatu in a scheda di dati di cristalli. L'ESR di solitu dipende da a dimensione fisica di u cristallu, induve i cristalli più chjuchi
(in particulare i cristalli SMD) sò tipicamente perdite più altu è valori ESR cà i cristalli più grande.
I valori ESR più elevati ponenu una carica più altu nantu à l'inversione amplificatore. Un ESR troppu altu pò causà un funziunamentu instabile di l'oscillatore. U guadagnu di l'unità pò, in tali casi, micca esse rializatu, è u criteriu di Barkhausen ùn pò micca esse cumpletu.

Q-Factor è Stabilità

A stabilità di freccia di u cristallu hè datu da u fattore Q. U fattore Q hè u rapportu trà l'energia almacenata in u cristallu è a summa di tutte e perdite di energia. Di genere, i cristalli di quartz anu Q in a gamma di 10,000 à 100,000, paragunatu à forse 100 per un oscillatore LC. I risonatori ceramichi anu un Q inferiore à i cristalli di quartz è sò più sensibili à i cambiamenti in a carica capacitiva.

Equazioni 1-4. Fattore QDiversi fattori ponu influenzà a stabilità di a frequenza: Stress meccanicu indottu da a muntagna, scossa o stress di vibrazione, variazioni in l'alimentazione, impedenza di carica, temperatura, campi magnetici è elettrici, è invechjamentu di cristalli. I venditori di cristalli sò generalmente listessi tali parametri in i so schede di dati.

Tempu di Start-Up

Durante l'iniziu, l'inversione amppiù vivu ampdà vita à u rumore. U cristallu agirà cum'è un filtru passa-banda è rimette solu u cumpunente di frequenza di risonanza di cristallo, chì hè allora. amplificatu. Avant d'atteindre l'oscillation à l'état stable, le gain de boucle du cristal/inversion amploop lifier hè più grande di 1 è u signale ampa litudine aumenterà. À l'oscillazione à u statu stazionariu, u guadagnu di loop cumpiendu i criterii di Barkhausen cun un guadagnu di loop di 1, è constante. amplatitudine.
Fattori chì affettanu u tempu di partenza:

• I cristalli high-ESR cumincianu più lentamente cà i cristalli low-ESR
• I cristalli di fattore Q elevatu cumincianu più lentamente cà i cristalli di fattore Q bassu
• A capacità di carica alta aumenterà u tempu di partenza
• Oscillator ampcapacità di unità di lifier (vede più dettagli nantu à l'indennità di l'oscillatore in a Sezione 3.2, Test di Resistenza Negativa è Fattore di Sicurezza)

Inoltre, a freccia di cristalli affettarà u tempu di start-up (i cristalli più veloci cumincianu più veloce), ma stu paràmetru hè fissatu per i cristalli 32.768 kHz.

Figura 1-6. Start-Up di un Oscillator Crystal

Tolleranza à a temperatura

I cristalli tipici di diapasonu sò generalmente tagliati per centru a freccia nominale à 25 ° C. Sopra è sottu à 25 ° C, a freccia diminuisce cù una caratteristica parabolica, cum'è mostra in a Figura 1-7. U cambiamentu di frequenza hè datu da
Equazione 1-5, induve f0 hè a freccia di destinazione à T0 (tipicamenti 32.768 kHz à 25 ° C) è B hè u coefficient di temperatura datu da a scheda di dati di cristalli (tipicamenti un numeru negativu).

Equazioni 1-5. Effettu di a variazione di a temperatura

Figura 1-7. Temperature tipica versus Frequency Features di un Crystal

Drive Forza

A forza di u circuitu di driver di cristallo determina e caratteristiche di l'output sinusoidale di l'oscillatore di cristallo. L'onda sinusoidale hè l'input direttu in u pin di input clock digitale di u microcontroller. Questa onda sinusoidale deve facilmente spannà l'input minimu è massimu voltagI livelli di u pin d'ingressu di u driver di cristallo senza esse tagliatu, appiattitu o distortu à i picchi. Un'onda sinusoidale troppo bassa amplitude mostra chì a carica di u circuitu di cristalli hè troppu pisanti per u driver, chì porta à u putenziale fallimentu di oscillazione o misread input di frequenza. Troppu altu amplitude significa chì u guadagnu di u ciclu hè troppu altu è pò purtà à u cristallu chì salta à un livellu armonicu più altu o danni permanenti à u cristallu.
Determinate e caratteristiche di output di u cristallu analizendu u pin vol XTAL1/TOSC1tage. Siate cuscenti chì una sonda cunnessa à l'XTAL1 / TOSC1 porta à una capacità parasita addiziale, chì deve esse contabilizzata.
U guadagnu di loop hè affettatu negativamente da a temperatura è positivamente da u voltage (VDD). Questu significa chì e caratteristiche di l'accionamentu deve esse misurate à a temperatura più alta è u VDD più bassu, è a temperatura più bassa è u VDD più altu à quale l'applicazione hè specificatu per operare.
Selezziunate un cristallu cù ESR più bassu o carica capacitiva se u guadagnu di u ciclu hè troppu bassu. Se u guadagnu di loop hè troppu altu, un resistore di serie, RS, pò esse aghjuntu à u circuitu per attenuà u segnu di output. A figura sottu mostra un example di un circuitu di driver di cristallo simplificatu cù un resistore di serie aghjuntu (RS) à l'output di u pin XTAL2 / TOSC2.

Figura 1-8. Driver di cristallo cù resistenza di serie aghjuntu

Cunsiderazioni di Disegnu è Disegnu di PCB

Ancu i circuiti oscillatori più performanti è i cristalli d'alta qualità ùn saranu micca bè s'ellu ùn cunsiderà attentamente u layout è i materiali utilizati durante l'assemblea. L'oscillatori di putenza ultra-bassa 32.768 kHz dissipanu tipicamente significativamente sottu à 1 μW, cusì u currente chì scorri in u circuitu hè estremamente chjucu. Inoltre, a frequenza di u cristallu hè assai dipendente da a carica capacitiva.
Per assicurà a robustezza di l'oscillatore, queste linee guida sò cunsigliate durante u layout di PCB:

• Linee di signale da XTAL1 / TOSC1 è XTAL2 / TOSC2 à u cristallu deve esse u più curtu pussibule per riduce a capacità parassita è aumentà l'immunità di rumore è di diafonia. Ùn aduprate micca sockets.
• Scudo u cristallu è e linee di signale circundendu cù un pianu di terra è un anellu di guardia
• Ùn tracciate e linee digitali, in particulare e linee di clock, vicinu à e linee di cristallo. Per i schede PCB multilayer, evite i segnali di routing sottu à e linee di cristallo.
• Aduprate PCB d'alta qualità è materiali di saldatura
• A polvera è l'umidità aumenteranu a capacità parassita è riducenu l'isolamentu di u signale, per quessa, u revestimentu protettivu hè cunsigliatu

Testa a robustezza di l'oscillazione di cristalli

Introduzione

U driver di l'oscillatore di cristallo di 32.768 kHz di u microcontroller AVR hè ottimizatu per un cunsumu d'energia bassu, è cusì
a forza di u cunduttore di cristalli hè limitata. Overloading u cunduttore di cristalli pò causà l'oscillatore micca à principià, o pò
esse affettatu (arrestatu temporaneamente, per esample) a causa di un spike di rumore o di una carica capacitiva aumentata causata da a contaminazione o a vicinanza di una manu.
Attentu à a selezzione è a prova di u cristallu per assicurà a robustezza curretta in a vostra applicazione. I dui parametri più impurtanti di u cristallu sò a Resistenza di Serie Equivalente (ESR) è a Capacità di Carica (CL).
Quandu si misurà i cristalli, u cristallu deve esse piazzatu u più vicinu pussibule à i pins oscillatori 32.768 kHz per riduce a capacità parasita. In generale, ricumandemu sempre di fà a misurazione in a vostra applicazione finale. Un prototipu di PCB persunalizatu chì cuntene almenu u microcontrollore è u circuitu di cristalli pò ancu furnisce risultati di teste precisi. Per a prova iniziale di u cristallu, l'usu di un kit di sviluppu o di starter (per esempiu, STK600) pò basta.
Ùn ricumandemu micca di cunnette u cristallu à l'intestazione di output XTAL / TOSC à a fine di u STK600, cum'è mostra in a Figura 3-1, perchè u percorsu di u signale serà assai sensibile à u rumore è cusì aghjunghje una carica capacitiva extra. A saldatura di u cristallu direttamente à i cunduttori, però, darà boni risultati. Per evità a carica capacitiva extra da u socket è u routing nantu à u STK600, ricumandemu di curvare i fili XTAL / TOSC in l'altu, cum'è mostra in Figura 3-2 è Figura 3-3, perchè ùn toccanu micca u socket. I cristalli cù i fili (muntati in u burcu) sò più faciuli di manighjà, ma hè ancu pussibule di saldà SMD direttamente à i cunduttori XTAL / TOSC usendu estensioni di pin, cum'è mostra in Figura 3-4. A saldatura di cristalli à i pacchetti cù un pitch strettu hè ancu pussibule, cum'è mostra in a Figura 3-5, ma hè un pocu più complicatu è richiede una manu ferma.

Figura 3-1. Configurazione di prova STK600

Cum'è una carica capacitiva averà un effettu significativu nantu à l'oscillatore, ùn deve micca sonda u cristallu direttamente, salvu ùn avete un equipamentu d'alta qualità destinatu à e misurazioni di cristalli. Sonde oscilloscopi standard 10X impone una carica di 10-15 pF è cusì averebbe un impattu altu nantu à e misurazioni. Toccu i pins di un cristallu cù un dettu o una sonda 10X pò esse abbastanza per inizià o piantà l'oscillazioni o dà risultati falsi. Firmware per l'emissione di u segnu di u clock à un pin I/O standard hè furnitu inseme cù questa nota di l'applicazione. A cuntrariu di i pin di input XTAL / TOSC, i pin I / O cunfigurati cum'è output buffered ponu esse sondati cù sonde standard di oscilloscopiu 10X senza affettà e misurazioni. Più dettagli ponu esse truvati in a Sezione 4, Test Firmware.

Figura 3-2. Cristalli Saldati Direttamente à Bent XTAL/TOSC Leads

Figura 3-3. Cristalli Saldati in Socket STK600

Figura 3-4. SMD Crystal Saldatu Direttamente à MCU Utilizendu Pin Extensions

Figura 3-5. Cristalli Saldati à Pacchettu TQFP 100-Pin cù Passu di Pin Strettu

Test di Resistenza Negativa è Fattore di Sicurezza

A prova di resistenza negativa trova u margine trà u cristallu ampcarica lifier usatu in a vostra dumanda è a carica massima. À a carica massima, u amplifier s'étouffera, et les oscillations s'arrêteront. Stu puntu hè chjamatu l'oscillator allowance (OA). Truvate l'indennità di l'oscillatore aghjunghjendu temporaneamente una resistenza di serie variabile trà u amplifier output (XTAL2/TOSC2) piombo è u cristallu, cum'è mostra in Figura 3-6. Aumentà a resistenza di a serie finu à chì u cristallu ferma l'oscillazione. L'oscillator allowance serà dunque a summa di sta resistenza di serie, RMAX, è l'ESR. L'usu di un potentiometru cù una gamma di almenu ESR < RPOT < 5 ESR hè cunsigliatu.
Truvà un valore RMAX currettu pò esse un pocu complicatu perchè ùn esiste micca un puntu esatta di l'oscillatore. Prima chì l'oscillatore si ferma, pudete osservà una riduzzione graduale di freccia, è pò ancu esse una isteresi start-stop. Dopu à l'oscillator ferma, vi tuccherà à riduce u valore RMAX da 10-50 kΩ nanzu oscillations ripiglià. Un ciculu di putenza deve esse realizatu ogni volta dopu chì a resistenza variabile hè aumentata. RMAX serà tandu u valore di resistenza induve l'oscillatore ùn principia micca dopu à un ciculu di putenza. Nota chì i tempi di start-up seranu abbastanza longu à u puntu di l'oscillatore, cusì sia paziente.
Equazioni 3-1. Indemnité d'oscillateur
OA = RMAX + ESR

Figura 3-6. Misura l'Oscillator Allowance / RMAX

Aduprà un potentiometru d'alta qualità cù una capacità parassita bassa hè cunsigliatu (per esempiu, un potenziometru SMD adattatu per RF) per dà i risultati più precisi. Tuttavia, s'è vo pudete ghjunghje sin'à un bonu oscillator allowance / RMAX cù un potentiometer boni, vi sarà sicuru.
Quandu truvate a resistenza massima di a serie, pudete truvà u fattore di sicurità da l'Equazione 3-2. Diversi venditori di MCU è cristalli operanu cù diverse raccomandazioni di fattori di sicurezza. U fattore di sicurità aghjunghje un margine per qualsiasi effetti negativi di e diverse variàbili cum'è l'oscillatore ampguadagnà lifier, cambià per via di l'alimentazione è variazioni di temperatura, variazioni di prucessu è capacità di carica. L'oscillatore 32.768 kHz amplifier nantu à i microcontrollers AVR hè a temperatura è a putenza compensata. Dunque, per avè queste variabili più o menu custanti, pudemu riduce i requisiti per u fattore di sicurezza cumparatu cù altri fabricatori MCU / IC. I cunsiglii di fattore di sicurezza sò elencati in a Tabella 3-1.

Equazioni 3-2. Fattore di sicurezza

Figura 3-7. Potenziometru di serie trà u Pin XTAL2 / TOSC2 è Crystal

Figura 3-8. Test di Allowance in Socket

Table 3-1. Raccomandazioni per i Fattori di Sicurezza

Fattore di sicurezza	Raccomandazione
>5	Eccellente
4	Assai bonu
3	Bene
<3	Ùn hè cunsigliatu

Misurazione di a capacità di carica effettiva

A frequenza di u cristallu dipende da a carica capacitiva applicata, cum'è mostra l'Equazione 1-2. L'applicazione di a carica capacitiva specificata in a scheda di dati di cristalli furnisce una frequenza assai vicinu à a freccia nominale di 32.768 kHz. Se altre carichi capacitivi sò applicati, a frequenza cambierà. A frequenza aumenterà se a carica capacitiva hè diminuita è diminuirà se a carica hè aumentata, cum'è mostra in Figura 3-9.
A capacità di tiratura di frequenza o larghezza di banda, vale à dì quantu luntanu da a frequenza nominale a frequenza di risonanza pò esse forzata da l'applicazione di carica, dipende da u fattore Q di u resonatore. A larghezza di banda hè datu da a freccia nominale divisa da u fattore Q, è per i cristalli di quartz high-Q, a larghezza di banda utilizable hè limitata. Si la fréquence mesurée s'écarte de la fréquence nominale, l'oscillateur sera moins robuste. Ceci est dû à une atténuation plus élevée dans la boucle de rétroaction β(jω) qui causera une charge plus élevée du amplifier A per ottene un guadagnu di unità (vede Figura 1-2).
Equazioni 3-3. larghezza di banda

Una bona manera di misurà a capacità di carica effettiva (a summa di a capacità di carica è a capacità parasita) hè di misurà a freccia di l'oscillatore è paragunà cù a freccia nominale di 32.768 kHz. Se a frequenza misurata hè vicinu à 32.768 kHz, a capacità di carica effettiva serà vicinu à a specificazione. Fate questu utilizendu u firmware furnitu cù questa nota di l'applicazione è una sonda standard 10X scope nantu à l'output di u clock in un pin I / O, o, se dispunibule, misurate u cristallu direttamente cù una sonda d'alta impedenza destinata à e misurazioni di cristalli. Vede a Sezione 4, Test Firmware, per più dettagli.

Figura 3-9. Frequency vs Load Capacitance

L'equazione 3-4 dà a capacità di carica tutale senza condensatori esterni. In a maiò parte di i casi, i condensatori esterni (CEL1 è CEL2) deve esse aghjuntu per currisponde à a carica capacitiva specificata in a scheda di dati di u cristallu. Se utilizate condensatori esterni, l'Equazione 3-5 dà a carica capacitiva tutale.

Equazioni 3-4. Carica Capacitiva Totale senza Condensatori Esterni
Equazioni 3-5. Carica Capacitiva Totale cù Capacitors Esterni

Figura 3-10. Circuitu di Cristalli cù Condensatori Interni, Parassiti è Esterni

Pruvate Firmware

Pruvate firmware per l'emissione di u signale di u clock à un portu I / O chì pò esse carricu cù una sonda standard 10X hè inclusa in u .zip file distribuitu cù sta nota di l'applicazione. Ùn misurate micca l'elettrodi di cristalli direttamente se ùn avete micca sonde di impedenza assai alta destinate à tali misurazioni.
Cumpilà u codice fonte è prugramma u .hex file in u dispusitivu.
Applica VCC in u intervallu di u funziunamentu elencatu in a scheda di dati, cunnette u cristallu trà XTAL1/TOSC1 è XTAL2/TOSC2, è misurà u signale di u clock in u pin di output.
U pin di output differisce nantu à i diversi dispositi. I pins curretti sò listati quì sottu.

• ATmega128: U signale di u clock hè uscita à PB4, è a so freccia hè divisa da 2. A freccia di output prevista hè 16.384 kHz.
• ATmega328P: U signale di u clock hè uscita à PD6, è a so freccia hè divisa da 2. A freccia di output prevista hè 16.384 kHz.
• ATtiny817: U signale di u clock hè uscita à PB5, è a so frequenza ùn hè micca divisa. A frequenza di output prevista hè 32.768 kHz.
• ATtiny85: U signale di u clock hè uscita à PB1, è a so freccia hè divisa da 2. A frequenza di output prevista hè 16.384 kHz.
• ATxmega128A1: U signale di u clock hè uscita à PC7, è a so frequenza ùn hè micca divisa. A frequenza di output prevista hè 32.768 kHz.
• ATxmega256A3B: U signale di u clock hè uscita à PC7, è a so frequenza ùn hè micca divisa. A frequenza di output prevista hè 32.768 kHz.
• PIC18F25Q10: U signale di u clock hè uscita à RA6, è a so freccia hè divisa da 4. A freccia di output prevista hè 8.192 kHz.

Impurtante:  U PIC18F25Q10 hè stata utilizata cum'è rappresentante di un dispositivu di a serie AVR Dx in a prova di cristalli. Aduprà u modulu d'oscillatore OSC_LP_v10, chì hè u stessu utilizatu da a serie AVR Dx.

Raccomandazioni Crystal

A Tabella 5-2 mostra una selezzione di cristalli chì sò stati pruvati è truvati adattati per diversi microcontrollers AVR.

Impurtante:  Siccomu parechji microcontrollers sparte moduli oscillatori, solu una selezzione di prudutti di microcontroller rappresentativi sò stati pruvati da i venditori di cristalli. Vede u files distribuitu cù a nota di l'applicazione per vede i rapporti originali di teste di cristalli. Vede rùbbrica 6. Oscillator Module Overview per un sopraview di quale pruduttu microcontroller usa quale modulu oscillatore.

Utilizà e combinazioni di cristalli-MCU da a tavula quì sottu assicurerà una bona cumpatibilità è hè altamente cunsigliatu per l'utilizatori cù pocu o limitatu sapè fà di cristalli. Ancu s'è e cumminazzioni di cristalli-MCU sò testate da esperti di oscillatori di cristalli assai sperimentati in i vari venditori di cristalli, ricumandemu sempre di pruvà u vostru disignu cum'è deskrittu in a Sezione 3, Testing Crystal Oscillation Robustness, per assicurà chì nisun prublema hè statu introduttu durante u layout, a saldatura. , etc.
A Tabella 5-1 mostra una lista di i diversi moduli oscillatori. Sezzione 6, Oscillator Module Overview, hà una lista di i dispositi induve sti moduli sò inclusi.

Table 5-1. Overview di Oscillatori in Dispositivi AVR®

#	Modulu Oscillator	Descrizzione
1	X32K_2v7	Oscillatore 2.7-5.5V utilizatu in i dispositi megaAVR® (1)
2	X32K_1v8	Oscillatore 1.8-5.5 V utilizatu in i dispositi megaAVR/tinyAVR®(1)
3	X32K_1v8_ULP	Oscillatore di putenza ultra-bassa 1.8-3.6V utilizatu in i dispositi picoPower® megaAVR/tinyAVR
4	X32K_XMEGA (modu normale)	Oscillatore ultra-bassa putenza 1.6-3.6V utilizatu in i dispositi XMEGA®. Oscillatore cunfiguratu à u modu normale.
5	X32K_XMEGA (modu di bassa putenza)	1.6-3.6V oscillator ultra-bassa putenza usatu in i dispusitivi XMEGA. Oscillatore cunfiguratu à u modu di bassa putenza.
6	X32K_XRTC32	Oscillatore RTC di putenza ultra-bassa 1.6-3.6V utilizatu in i dispositi XMEGA cù salvezza di bateria
7	X32K_1v8_5v5_ULP	Oscillatore 1.8-5.5V ultra-bassa putenza utilizatu in i dispositi tinyAVR 0-, 1- e 2-series è megaAVR 0-series
8	OSC_LP_v10 (modu normale)	Oscillatore ultra-bassu 1.8-5.5V utilizatu in i dispositi di a serie AVR Dx. Oscillatore cunfiguratu à u modu normale.
9	OSC_LP_v10 (modu di bassa putenza)	Oscillatore ultra-bassu 1.8-5.5V utilizatu in i dispositi di a serie AVR Dx. Oscillatore cunfiguratu à u modu di bassa putenza.

Nota

1. Ùn hè micca usatu cù a serie megaAVR® 0 o tinyAVR® 0-, 1- è 2-series.

Table 5-2. Cristalli 32.768 kHz cunsigliatu

Venditore	Tipu	Munti	Moduli oscillatori Pruvatu è Appruvatu (Vede Table 5-1)	Tolleranza di Frequenza [±ppm]	Carica Capacità [pF]	Resistenza di Serie Equivalente (ESR) [kΩ]
Microcristalli	CC7V-T1A	SMD	1, 2, 3, 4, 5	20/100	7.0/9.0/12.5	50/70
Abracon	ABS06	SMD	2	20	12.5	90
Cardinale	CPFB	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardinale	CTF6	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Cardinale	CTF8	TH	2, 3, 4, 5	20	12.5	50
Endrich Citizen	CFS206	TH	1, 2, 3, 4	20	12.5	35
Endrich Citizen	CM315	SMD	1, 2, 3, 4	20	12.5	70
Epson Tyocom	MC-306	SMD	1, 2, 3	20/50	12.5	50
Fox	FSXLF	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	65
Fox	FX135	SMD	2, 3, 4, 5	20	12.5	70
Fox	FX122	SMD	2, 3, 4	20	12.5	90
Fox	FSRLF	SMD	1, 2, 3, 4, 5	20	12.5	50
NDK	NX3215SA	SMD	1, 2, 3	20	12.5	80
NDK	NX1610SE	SMD	1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9	20	6	50
NDK	NX2012SE	SMD	1, 2, 4, 5, 6, 8, 9	20	6	50
Strumenti Seiko	SSP-T7-FL	SMD	2, 3, 5	20	4.4/6/12.5	65
Strumenti Seiko	SSP-T7-F	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7/12.5	65
Strumenti Seiko	SC-32S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Strumenti Seiko	SC-32L	SMD	4	20	7	40
Strumenti Seiko	SC-20S	SMD	1, 2, 4, 6, 7, 8, 9	20	7	70
Strumenti Seiko	SC-12S	SMD	1, 2, 6, 7, 8, 9	20	7	90

Nota: 

1. I cristalli ponu esse dispunibili cù parechje opzioni di capacità di carica è tolleranza di frequenza. Cuntattate u venditore di cristalli per più infurmazione.

Modulu Oscillator Overview

Questa sezione mostra una lista di quale oscillatori 32.768 kHz sò inclusi in diversi dispositivi Microchip megaAVR, tinyAVR, Dx è XMEGA®.

Dispositivi megaAVR®

Table 6-1. Dispositivi megaAVR®

Dispositivu	Modulu Oscillator
ATmega1280	X32K_1v8
ATmega1281	X32K_1v8
ATmega1284P	X32K_1v8_ULP
ATmega128A	X32K_2v7
ATmega128	X32K_2v7
ATmega1608	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega1609	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega162	X32K_1v8
ATmega164A	X32K_1v8_ULP
ATmega164PA	X32K_1v8_ULP
ATmega164P	X32K_1v8_ULP
ATmega165A	X32K_1v8_ULP
ATmega165PA	X32K_1v8_ULP
ATmega165P	X32K_1v8_ULP
ATmega168A	X32K_1v8_ULP
ATmega168PA	X32K_1v8_ULP
ATmega168PB	X32K_1v8_ULP
ATmega168P	X32K_1v8_ULP
ATmega168	X32K_1v8
ATmega169A	X32K_1v8_ULP
ATmega169PA	X32K_1v8_ULP
ATmega169P	X32K_1v8_ULP
ATmega169	X32K_1v8
ATmega16A	X32K_2v7
ATmega16	X32K_2v7
ATmega2560	X32K_1v8
ATmega2561	X32K_1v8
ATmega3208	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega3209	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega324A	X32K_1v8_ULP
ATmega324PA	X32K_1v8_ULP
ATmega324PB	X32K_1v8_ULP
ATmega324P	X32K_1v8_ULP
ATmega3250A	X32K_1v8_ULP
ATmega3250PA	X32K_1v8_ULP
ATmega3250P	X32K_1v8_ULP
ATmega325A	X32K_1v8_ULP
ATmega325PA	X32K_1v8_ULP
ATmega325P	X32K_1v8_ULP
ATmega328PB	X32K_1v8_ULP
ATmega328P	X32K_1v8_ULP
ATmega328	X32K_1v8
ATmega3290A	X32K_1v8_ULP
ATmega3290PA	X32K_1v8_ULP
ATmega3290P	X32K_1v8_ULP
ATmega329A	X32K_1v8_ULP
ATmega329PA	X32K_1v8_ULP
ATmega329P	X32K_1v8_ULP
ATmega329	X32K_1v8
ATmega32A	X32K_2v7
ATmega32	X32K_2v7
ATmega406	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega4808	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega4809	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega48A	X32K_1v8_ULP
ATmega48PA	X32K_1v8_ULP
ATmega48PB	X32K_1v8_ULP
ATmega48P	X32K_1v8_ULP
ATmega48	X32K_1v8
ATmega640	X32K_1v8
ATmega644A	X32K_1v8_ULP
ATmega644PA	X32K_1v8_ULP
ATmega644P	X32K_1v8_ULP
ATmega6450A	X32K_1v8_ULP
ATmega6450P	X32K_1v8_ULP
ATmega645A	X32K_1v8_ULP
ATmega645P	X32K_1v8_ULP
ATmega6490A	X32K_1v8_ULP
ATmega6490P	X32K_1v8_ULP
ATmega6490	X32K_1v8_ULP
ATmega649A	X32K_1v8_ULP
ATmega649P	X32K_1v8_ULP
ATmega649	X32K_1v8
ATmega64A	X32K_2v7
ATmega64	X32K_2v7
ATmega808	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega809	X32K_1v8_5v5_ULP
ATmega88A	X32K_1v8_ULP
ATmega88PA	X32K_1v8_ULP
ATmega88PB	X32K_1v8_ULP
ATmega88P	X32K_1v8_ULP
ATmega88	X32K_1v8
ATmega8A	X32K_2v7
ATmega8	X32K_2v7

Dispositivi tinyAVR®

Table 6-2. Dispositivi tinyAVR®

Dispositivu	Modulu Oscillator
ATtiny1604	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1606	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1607	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1614	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1616	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1617	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1624	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1626	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny1627	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny202	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny204	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny212	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny214	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny2313A	X32K_1v8
ATtiny24A	X32K_1v8
ATtiny24	X32K_1v8
ATtiny25	X32K_1v8
ATtiny261A	X32K_1v8
ATtiny261	X32K_1v8
ATtiny3216	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3217	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3224	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3226	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny3227	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny402	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny404	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny406	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny412	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny414	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny416	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny417	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny424	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny426	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny427	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny4313	X32K_1v8
ATtiny44A	X32K_1v8
ATtiny44	X32K_1v8
ATtiny45	X32K_1v8
ATtiny461A	X32K_1v8
ATtiny461	X32K_1v8
ATtiny804	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny806	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny807	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny814	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny816	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny817	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny824	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny826	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny827	X32K_1v8_5v5_ULP
ATtiny84A	X32K_1v8
ATtiny84	X32K_1v8
ATtiny85	X32K_1v8
ATtiny861A	X32K_1v8
ATtiny861	X32K_1v8

Dispositivi AVR® Dx

Table 6-3. Dispositivi AVR® Dx

Dispositivu	Modulu Oscillator
AVR128DA28	OSC_LP_v10
AVR128DA32	OSC_LP_v10
AVR128DA48	OSC_LP_v10
AVR128DA64	OSC_LP_v10
AVR32DA28	OSC_LP_v10
AVR32DA32	OSC_LP_v10
AVR32DA48	OSC_LP_v10
AVR64DA28	OSC_LP_v10
AVR64DA32	OSC_LP_v10
AVR64DA48	OSC_LP_v10
AVR64DA64	OSC_LP_v10
AVR128DB28	OSC_LP_v10
AVR128DB32	OSC_LP_v10
AVR128DB48	OSC_LP_v10
AVR128DB64	OSC_LP_v10
AVR32DB28	OSC_LP_v10
AVR32DB32	OSC_LP_v10
AVR32DB48	OSC_LP_v10
AVR64DB28	OSC_LP_v10
AVR64DB32	OSC_LP_v10
AVR64DB48	OSC_LP_v10
AVR64DB64	OSC_LP_v10
AVR128DD28	OSC_LP_v10
AVR128DD32	OSC_LP_v10
AVR128DD48	OSC_LP_v10
AVR128DD64	OSC_LP_v10
AVR32DD28	OSC_LP_v10
AVR32DD32	OSC_LP_v10
AVR32DD48	OSC_LP_v10
AVR64DD28	OSC_LP_v10
AVR64DD32	OSC_LP_v10
AVR64DD48	OSC_LP_v10
AVR64DD64	OSC_LP_v10

Dispositivi AVR® XMEGA®

Table 6-4. Dispositivi AVR® XMEGA®

Dispositivu	Modulu Oscillator
ATxmega128A1	X32K_XMEGA
ATxmega128A3	X32K_XMEGA
ATxmega128A4	X32K_XMEGA
ATxmega128B1	X32K_XMEGA
ATxmega128B3	X32K_XMEGA
ATxmega128D3	X32K_XMEGA
ATxmega128D4	X32K_XMEGA
ATxmega16A4	X32K_XMEGA
ATxmega16D4	X32K_XMEGA
ATxmega192A1	X32K_XMEGA
ATxmega192A3	X32K_XMEGA
ATxmega192D3	X32K_XMEGA
ATxmega256A3B	X32K_XRTC32
ATxmega256A1	X32K_XMEGA
ATxmega256D3	X32K_XMEGA
ATxmega32A4	X32K_XMEGA
ATxmega32D4	X32K_XMEGA
ATxmega64A1	X32K_XMEGA
ATxmega64A3	X32K_XMEGA
ATxmega64A4	X32K_XMEGA
ATxmega64B1	X32K_XMEGA
ATxmega64B3	X32K_XMEGA
ATxmega64D3	X32K_XMEGA
ATxmega64D4	X32K_XMEGA

Storia di rivisione

Doc. Rev.	Data	Cumenti
D	05/2022	Aggiunta a sezione 1.8. Drive Forza. Aghjurnatu a sezione 5. Raccomandazioni Crystal cù novi cristalli.
C	09/2021	generale riview di u testu di a nota di l'applicazione. Currettu Equazioni 1-5. Sezione aghjurnata 5. Raccomandazioni Crystal cù novi dispusitivi AVR è cristalli.
B	09/2018	Currettu Table 5-1. Riferimenti incruciati curretti.
A	02/2018	Cunvertitu à u formatu Microchip è rimpiazzatu u documentu Atmel numeru 8333. Aghjunghje supportu per tinyAVR 0- è 1-series.
8333 E	03/2015	Cambiatu l'output di u clock XMEGA da PD7 à PC7. XMEGA B aghjustatu.
8333D	072011	Lista di raccomandazioni aghjurnata.
8333C	02/2011	Lista di raccomandazioni aghjurnata.
8333B	11/2010	Parechji aghjurnamenti è correzioni.
8333A	08/2010	Revisione iniziale di u documentu.

Infurmazioni Microchip

U Microchip Websitu

Microchip furnisce supportu in linea via u nostru websitu à www.microchip.com/. Questu website hè usatu per fà files è l'infurmazioni facilmente dispunibili à i clienti. Alcune di u cuntenutu dispunibule include:

• Support Product - Schede dati è errata, note appiicazioni è sampi prugrammi, risorse di cuncepimentu, guide d'utilizatori è documenti di supportu hardware, l'ultime versioni di u software è u software archiviatu
• Assistenza Tecnica Generale - Domande Frequenti (FAQ), richieste di supportu tecnicu, gruppi di discussione in linea, lista di membri di u prugramma di partner di design Microchip
• Affari di Microchip - Selettore di prudutti è guide d'ordine, ultimi comunicati di stampa Microchip, lista di seminarii è avvenimenti, liste di uffizii di vendita di Microchip, distributori è rapprisentanti di fabbrica

Serviziu di Notificazione di Cambiamentu di Produttu
U serviziu di notificazione di cambiamentu di produttu di Microchip aiuta à mantene i clienti attuali nantu à i prudutti Microchip. L'abbonati riceveranu una notificazione per e-mail ogni volta chì ci sò cambiamenti, aghjurnamenti, rivisioni o errata in relazione à una famiglia di prudutti specifica o strumentu di sviluppu d'interessu.
Per registrà, andate à www.microchip.com/pcn è seguitate l'istruzzioni di registrazione.

Assistenza Clienti
L'utilizatori di i prudutti Microchip ponu riceve assistenza attraversu parechji canali:

• Distributore o Rappresentante
• Uffiziu di Vendita Locale
• Ingegnere di soluzioni integrate (ESE)
• Assistenza tecnica

I clienti anu da cuntattà u so distributore, rappresentante o ESE per supportu. L'uffizii di vendita lucali sò ancu dispunibili per aiutà i clienti. Una lista di l'uffizii di vendita è i lochi hè inclusa in stu documentu.
U supportu tecnicu hè dispunibule attraversu u websitu à: www.microchip.com/support

Funzione di prutezzione di codice di i dispositi Microchip
Nota i seguenti dettagli di a funzione di prutezzione di codice nantu à i prudutti Microchip:

• I prudutti Microchip rispondenu à e specificazioni cuntenute in a so specifica Scheda di Dati Microchip.
• Microchip crede chì a so famiglia di prudutti hè sicura quandu s'utilice in a manera prevista, in e specificazioni operative, è in cundizioni normali.
• Microchip valorizza è prutegge in modu aggressivu i so diritti di pruprietà intellettuale. I tentativi di violazione di e funzioni di prutezzione di u codice di u produttu Microchip sò strettamente pruibiti è ponu violà a Digital Millennium Copyright Act.
• Nè Microchip nè un altru fabricatore di semiconductor pò guarantisci a sicurità di u so codice. A prutezzione di u codice ùn significa micca chì guarantimu chì u pruduttu hè "unbreakable". A prutezzione di u codice hè in constante evoluzione. Microchip hè impegnatu à migliurà continuamente e funzioni di prutezzione di codice di i nostri prudutti.

Avvisu Legale
Questa publicazione è l'infurmazioni quì ponu esse aduprate solu cù i prudutti Microchip, cumpresu per cuncepisce, pruvà è integrà i prudutti Microchip cù a vostra applicazione. L'usu di sta infurmazione in ogni altra manera viola questi termini. L'infurmazioni riguardanti l'applicazioni di u dispositivu sò furnite solu per a vostra comodità è ponu esse rimpiazzate da l'aghjurnamenti. Hè a vostra rispunsabilità per assicurà chì a vostra applicazione risponde à e vostre specificazioni. Cuntattate u vostru uffiziu di vendita Microchip locale per un supportu supplementu o, uttene supportu supplementu à www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.
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Suppressione Chjave Adjacente, AKS, Analogicu per l'Età Digitale, Qualchese Capacitor, AnyIn, AnyOut, Switching Augmented, Blue Sky, Body Com, Code Guard, CryptoAuthentication, Crypto Automotive, CryptoCompanion, CryptoController, dsPICDEM, dsPICDEM.net, Dynamic Corrispondenza media, DAM, ECAN, Espresso T1S, EtherGREEN, GridTime, Ponte Ideale, Programmazione Seriale In-Circuit, ICSP, INICnet, Parallelazione Intelligente, Connettività Inter-Chip, JitterBlocker, Knob-on-Display, maxCrypto, maxView, memBrain, Mindi, MiWi, MPASM, MPF, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, MultiTRAK, NetDetach, NVM Express, NVMe, Omniscient Code Generation, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, PowerSmart, PureSilicon, QMatrix, REALICE , Ripple Blocker, RTAX, RTG4, SAM-ICE, Serial Quad I/O, simpleMAP, SimpliPHY, Smar tBuffer, SmartHLS, SMART-IS, storClad, SQI, SuperSwitcher, SuperSwitcher II, Switchtec, SynchroPHY, Total Endurance, TSHARC, USBCheck , VariSense, VectorBlox, VeriPHY, ViewSpan, WiperLock, XpressConnect è ZENA sò marchi di Microchip Technology Incorporated in i Stati Uniti è in altri paesi.

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Fax: 317-773-5453
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Fax: 949-462-9608
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Tel: 919-844-7510

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Fax: 905-695-2078

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Cina - Chongqing
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Cina - Dongguan
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Cina - Guangzhou
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Cina - Hangzhou
Tel: 86-571-8792-8115

Cina - Hong Kong
SAR Tel: 852-2943-5100

Cina - Nanjing
Tel: 86-25-8473-2460

Cina - Qingdao
Tel: 86-532-8502-7355

Cina - Shanghai
Tel: 86-21-3326-8000

Cina - Shenyang
Tel: 86-24-2334-2829

Cina - Shenzhen
Tel: 86-755-8864-2200

Cina - Suzhou
Tel: 86-186-6233-1526

Cina - Wuhan
Tel: 86-27-5980-5300

Cina - Xian
Tel: 86-29-8833-7252

Cina - Xiamen
Tel: 86-592-2388138

Cina - Zhuhai
Tel: 86-756-3210040

India - Bangalore
Tel: 91-80-3090-4444

India - New Delhi
Tel: 91-11-4160-8631

India - Pune
Tel: 91-20-4121-0141

Giappone - Osaka
Tel: 81-6-6152-7160

Giappone - Tokyo
Tel: 81-3-6880- 3770

Corea - Daegu
Tel: 82-53-744-4301

Corea - Seoul
Tel: 82-2-554-7200

Malasia - Kuala Lumpur
Tel: 60-3-7651-7906

Malasia - Penang
Tel: 60-4-227-8870

Filippine - Manila
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Singapore
Tel: 65-6334-8870

Taiwan - Hsin Chu
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Taiwan - Kaohsiung
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Taiwan - Taipei
Tel: 886-2-2508-8600

Tailanda - Bangkok
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Vietnam - Ho Chi Minh
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Austria - Wels
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Danimarca - Copenhague
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Referenze

• Manuale d'usu