A kvarcrezonátor és kvarc oszcillátor

előző ◈ a következő

Igen, tudom. Ez a cikk már várja sok. Az interneten egy csomó kérdést kvarc és nagyon kevés választ. Megpróbálom ebben a cikkben, hogy tisztázza a fénysugár a sötétben birodalmában kérdésre az kvarcrezonátor és oszcillátor.

Mint látható, az elején minden cikket, mindig felmerül a kérdés: Mi XXXXXXXXXXXX? Tehát lássuk csak kezdeni ezt a kérdést! Mi kvarc, és ő?

Tény, hogy a kvarc - az egyik leggyakoribb ásványi anyag a földkéreg. Részesedése mintegy 60%! Ha a félvezető adatlap általában szilícium, kvarc is szilícium, de együttesen oxigénnel. A formula SiO2.

Ez valahogy így néz ki:

LUSER, nem? ))

De a kincs el van rejtve nem a kvarc, és hogyan ő tulajdonát. És ez a hatás kvarcból forradalom pontosságú (pontos) elektronika.

Egyszer, régen, a 19. században, a két testvér Curie felfedezte egy érdekes tulajdonsága bizonyos kristályok generálni szilárd EMF kompressziós, vagy nyúlik az anyag:

De a vicc az, hogy van egy fordított hatást, azaz alkalmazása során a feszültség vagy mi is nyúlik az anyag, vagy tömöríteni. Túl hangosan)) Tény, hogy a szabad szemmel szinte elhanyagolható. Ezt a hatást nevezzük a piezoelektromos hatás. De az ilyen anyagok úgynevezett piezoelektromos.

Nem is olyan régen, néztem egy filmet a National Geographic. Ott van az egész piezoelektromos lemezek telepítve az úton. Elmondása szerint voltak az emberek és a villamos energiát, anélkül, hogy tudnánk róla). By the way, nagyon khalyavnykh, tiszta és megújuló energiaforrások))). Oké, valami zavart.

Tehát, kvarc kristályok is mutatnak egy piezoelektromos hatás, és termelésére is képesek elektromotoros erő vagy deformálódhat (flex megváltoztatni az alakját) miatt az elektromos áram.

És most nézzük meg néhány fogalmat gyakran összekeverik sonkák. Ez kvarcrezonátor és kvarc oszcillátor. Kezdjük a rezonátor.

Rezonátor - (lat resono -. Heard válaszul mérkőzés) - egy olyan rendszer, amely képes oszcillálni egy legnagyobb amplitúdót. azaz rezonál. ha rájuk egy külső erő egy bizonyos frekvencia és alakja. Kiderült, a kvarcrezonátor az elektronikában és a „kvarc” csak az emberek - ez radioelement amely sposobenrezonirovat. ha látja el a váltakozó áram egy bizonyos gyakorisága és formája.

Kvarc rezonátorok néz alapvetően, mint ez:

Miután megvizsgálta a kvarckristály, láthatjuk első kézből a kvarckristály is. Hagyja nyit kvarc szovjet gyártmányú itt ebben a csomagban:

Szóval, mit látunk itt? És itt látunk egyértelmű kvarckristály, szendvics két fémlemezt:

Kis típusú kvarcok

Használt vékony téglalap alakú kvarc lemez. Itt az a szabály, hogy minél nagyobb a lemez vastagsága, annál kisebb a működési frekvencia kvarc. Ezért a legnagyobb gyakorisággal, ami kvarc nem több, mint 50 megahertz, mint a lemez kiderül, nagyon vékony, így nehéz gyártani, és tartani, hogy szükség van a szervezetben, törés nélkül. Meg lehet kiszorulnak a kvarc és frekvencia 200 megahertzes, de működni fog a kvarc felhang. Felhangok vagy bármi hívják őket, a divat vagy harmonikus - többszörös frekvencia felett az alapfrekvencia a kvarc. A szűrők használata befagyasztjuk kvarc alapfrekvenciája és felhang izolált. A kvarcrezonátor a felhang üzemmódban használja a páratlan felhangokkal. Ha az alapfrekvencia a kvarc F - ez az első felhang, a felhangok dolgoznak, mint a 3F, 5F, 7F, 9F. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a harmonikus amplitúdó növekedésével csökken annak gyakoriságát, ezért további 9 felhang értelme, hogy többé, hogy jelöljenek ki egy kis amplitúdó nagyon nehéz.

Például: hogy a kvarc frekvenciáját 10 megahertz. Akkor kezdeményezi felhangokkal 30 megahertzes (harmadik rendben), 50 megahertzes (ötödik felharmonikus), 70 megahertzes (hetedik felharmonikus) és kraynyak, 90 megahertzes (kilencedik felharmonikus).

Valahogy kitalálni, hogy mi felhangok, például hallgatni alapvető frekvencia 110 Hz és felhangokkal.

Az áramkör, ami hajtja a kvarc felhangok, bonyolult és nem túl megbízható, mert először is szükség van a „sajtó” a fő kvarc frekvencia és felhang kiosztani, másrészt kvarc lehet izgatott a véletlen üzemmód oszcilláció. A gyakorlatban is csinál az áramkör a fő kvarc frekvencia szorzás, ami sokkal egyszerűbb és megbízhatóbb.

Quartz egy szigetelő. És mi történik, ha a vékony dielektromos elhelyezett két fémlemez közé? Kapcsolja kondenzátor. Conder egy nagyon kis kapacitású, így annak térfogata mérésére nem valószínű, hogy sikerül. De ne bölcsebb lenni áramköri kialakítás kijelölése kvarc, és annak ábra mutatja egy téglalap alakú kristály, szendvics két a kondenzátor lemezek:

Magától sok mítoszok az interneten a kvarcrezonátor. A legtöbb futó mítosz a következőképpen szól: ha állandó takarmány feszültség a kvarcrezonátor, akkor elő váltakozó frekvenciájú feszültséget tüntetni. Mintegy „meghatározott gyakorisággal rajta,” Lehet, én egyetértek, de mi a helyzet a DC - sajnos. kvarckristály vagy csak hülye zsugorító razozhmetsya). Vannak, akik még mindig úgy gondolja, hogy a kvarc maga termel váltakozó áram.

Ahhoz, hogy megértsük a működését a kvarcrezonátor, meg kell vizsgálni, hogy egyenértékű áramkör:

C - a tényleges kapacitás a kapacitás lemezek között. Azaz, ha eltávolítja a kvarckristály, marad a két lemez és azok következtetéseit. Hogy van ez a képesség.

C1 - dinamikus kapacitás a kristály is. Dinamikus - jelentése nyilvánul meg a kvarc. Ennek értéke valamivel femtoFarad. Femto - 10 -15.

L1 - dinamikus induktivitása a kristály. Ez elérheti a több ezer Henry!

R1 - dinamikus ellenállást, amikor a kvarc elérheti több ohm több kilo

Mivel nem vizsgálták az oszcillációs áramkör (és ez a téma bonyolult és unalmas), azt akarom mondani, hogy mindenkinek más a frekvencia kvarc soros és párhuzamos rezonancia. A koncepció a „izgalom” ebben az esetben azt jelenti, hogy mi kvarcból és vannak, akik radiodetalek shemku, amelyen keresztül jutunk el a kvarc frekvencia, ami meg van írva rajta. Azaz, ha látjuk a kvarc csak egy ilyen felirat:

Ez azt mondja, hogy a sorozat rezonancia frekvencia, akkor gerjeszti a kvarc egy 8 MHz frekvencián. Ez is egy újabb szabály: ha a frekvencia van jelölve egész kilohertzben - a munka az alapfrekvencia, és ha a MC vessző - harmonikus felhang. Például: RG 05-18000kGts - a rezonátor az alapfrekvencia és RG 05-27,465MGts - üzemben a 3. felhang.

Mi a generátor? Generátor - lényegében egy eszköz, amely termel valamit. Az elektronika, ez gyakran lehet hallani az „elektromos generátor, a frekvencia generátort. Funkció generátor”, és így tovább.

A kristály oszcillátor frekvencia generátor és áll egy kvarcrezonátor. Nos, azt hiszem, nem szabad összekeverni a kvarc kristály oszcillátor ;-). Alapvetően kristály oszcillátor két formája van:

azokat, amelyek a kimenő jel szinusz

és azok, amelyek segítségével egy négyszög jel

Leggyakrabban, az utóbbit alkalmazzuk.

kristály oszcillátor működési elve a következő: a kvarckristály rezonátor okozza rezgésbe alkalmazásával váltakozó feszültséget hozzá. Az amplitúdó e rezgések éri el a maximumot, ha a frekvencia az alkalmazott váltakozó feszültség a rezonancia frekvenciája kvarcrezonátor.

Előnye kvarcoszcillátorok - nagyfrekvenciás stabilitást. Alapvetően ez 10 -5 - 10 -6 a névleges értéket, vagy, amint azt gyakran mondta, ppm (az angol rész per millió.) - rész per millió, azaz egy milliomod, vagy 10 -6 számát. a frekvencia eltérés egyik vagy másik irányba a kristály oszcillátor elsősorban a környezeti hőmérséklet változása, valamint az öregedés, a kvarc. Az öregedés kvarckristály oszcillátor frekvenciája megszűnik kicsit kevesebb évente körülbelül -7 1,8h10 névleges. Ha, mondjuk, vettem kvarc frekvenciája 10 megahertz (10 millió hertz), és betette a rendszer egy évig, annak gyakorisága fog körülbelül 2 Hertz mínusz ;-) Szerintem ez elég toleráns.

Jelenleg kristály oszcillátor formában előállított komplett modulokat. Egyes gyártó cégek, mint generátorok, frekvencia stabilitás eléri a 10 -11 a névleges érték! Úgy néznek ki, kész modulok, mint ez: