Rezonator cuarț și un oscilator cu cuarț

Da, știu. Acest articol a fost de așteptare pentru mulți. Pe Internet o mulțime de întrebări de cuarț și foarte puține răspunsuri. Voi încerca în acest articol să verse o rază de lumină în domeniul întunecat al întrebărilor pe rezonator de cuarț și oscilator.

După cum puteți vedea la începutul fiecărui articol, eu întreb mereu întrebarea: Ce este XXXXXXXXXXXX? Așa că hai să începem cu această întrebare! Ce este de cuarț, și el place?

De fapt, cuarț - este una dintre cele mai comune minerale din scoarța terestră. Cota sa este de aproximativ 60%! În cazul în care, în general, foi de date semiconductoare realizate din siliciu, cuarț este, de asemenea, compus din siliciu, dar în combinație cu oxigenul. Formula sa SiO2.

Se pare ceva de genul:

Luser, nu-i așa? ))

Dar comoara este ascunsă, nu în cuarț, și modul în care el are proprietatea. Și acest efect este realizat de revoluție de cuarț în precizie electronica (exact).

O dată, mult timp în urmă, în secolul al 19-lea, doi frați Curie a descoperit o proprietate interesantă a anumitor cristale pentru a genera CEM solide în compresiune sau întindere a materialului:

Dar gluma este că există un efect invers, adică, atunci când se aplică de tensiune sau putem întinde materialul, sau comprima. Prea tare)) De fapt, ochiul liber este aproape neglijabilă. Acest efect se numește efect piezoelectric. Dar astfel de substanțe sunt numite piezoelectric.

Nu cu mult timp în urmă, am vizionat un film pe National Geographic. Există plăci întregi piezoelectrice instalate pe drum. Potrivit lui au existat oameni și de a genera energie electrică, fără să știe). Apropo, foarte khalyavnykh, energie curată și regenerabilă))). Bine, ceva distras.

Deci, cristale de cuarț prezintă, de asemenea, un efect piezoelectric și sunt, de asemenea, capabile să producă forța electromotoare sau deforma (flex pentru a modifica forma) datorită curentului electric.

Și acum să ne uităm la unii termeni care derutează adesea radioamatori. Acest rezonator cuarț și un oscilator cu cuarț. Să începem cu rezonator.

Rezonator - (lat resono -. Am auzit în meci de răspuns) - un sistem care este capabil să oscileze cu o amplitudine maximă. adică rezonează. atunci când este supus unei forțe externe a o anumită frecvență și formă. Se pare, rezonatorul de cuarț în electronică și „cuart“ doar oamenii - acest radioelement care sposobenrezonirovat. în cazul în care furnizează curentul alternativ de o anumită frecvență și formă.

rezonatoare de cuarț uite practic ca aceasta:

După ce a examinat cristal de cuarț, puteți vedea prima mana de cristal de cuarț în sine. Să se deschidă cuarț sovietic-a făcut aici, în acest pachet:

Deci, ce vedem aici? Și aici vedem un cristal de cuarț clar, prins între două plăci de metal:

În tip mic de cuartul

placă subțire folosit cuarț dreptunghiular. Aici regula este: cu cât grosimea plăcii, cea mai mică frecvență de operare de cuarț. Prin urmare, cea mai mare frecvență, ceea ce face de cuarț nu este mai mare de 50 de megahertzi, ca placa se dovedește foarte subțire, ceea ce face dificil să-l producă, și păstrați-l așa cum este necesar în organism, fără să se rupă. Acesta poate fi stoarse din cuarț și frecvența la 200 MHz, dar se va lucra la un subtext de cuarț. Conotatiile, sau cum sunt numite, moda sau armonici - un multiplu frecvențe mai mari decât frecvența fundamentală a cuarțului. Folosind filtrele stins cuarț frecvență de bază și overtone izolate. Rezonatorul cuarț în modul subtext, folosiți tonurile impare. În cazul în care frecvența fundamentală a cuarț F - aceasta este prima armonica, conotatii sale sunt de lucru ca 3F, 5F, 7F, 9F. De asemenea, este demn de remarcat faptul că amplitudinea armonică scade cu creșterea frecvenței sale, astfel încât în ​​continuare sens 9 subtext să mai ia, să aloce o amplitudine de semnal mic este foarte dificil.

De exemplu: luați cuarțul cu frecvența de 10 MHz. Apoi putem iniția supratonuri sale 30 megahertzi (a treia), 50 subtile din megahertzi (a cincea subtile din), 70 megahertzi (al șaptelea overtone) și kraynyak, 90 de megahertzi (overtone nouă).

Pentru a da seama cumva ce conotații, de exemplu, pentru a asculta o frecvență fundamentală de 110 Hz și accente sale.

Circuitul care conduce conotațiile de cuarț, complex și nu foarte de încredere, pentru că în primul rând, este necesar să se „presa“ principal frecvența de cuarț și armonica aloce, și în al doilea rând, cuarț poate fi excitat în oscilație mod aleatoriu. În practică, încă mai face circuitul cu principal multiplicarea frecvenței de cuarț, care este mult mai ușor și mai fiabile.

Quartz este un izolator. Și ce se va întâmpla în cazul în dielectric subțire plasat între două plăci de metal? Turn condensator. Conder obține o capacitate foarte mică, astfel încât capacitatea sa de a măsura este puțin probabil să reușească. Dar nu devin mai înțelept cu cuarț circuit de proiectare desemnare, și diagrama arată modul în care o bucată dreptunghiulară de cristal, sandwich între două plăci de condensator:

Este de la sine o mulțime de mituri pe Internet este de rezonator de cuarț. Cele mai multe mit de rulare are următorul conținut: dacă o tensiune constantă pe hrana rezonator cuarț, se va produce o tensiune alternativă cu o frecvență indică. Despre „frecvența specificată pe el,“ eu pot fi, voi fi de acord, dar ce despre DC - din păcate. cristal de cuarț sau doar razozhmetsya de contracție prost). Totuși, unii încă mai cred că cuarțul în sine produce curent alternativ.

Pentru a înțelege funcționarea rezonator de cuarț, este necesar să se ia în considerare că circuitul echivalent:

C - este capacitatea reală între plăcile condensatorului. Asta este, dacă eliminați cristalul de cuarț, acesta va rămâne cele două plăci și concluziile acestora. Că ei au această capacitate.

C1 - o capacitate dinamică de cristal în sine. Dinamic - sensul manifestat în cuarț. Valoarea sa este oarecum femtoFarad. Femto - 10 -15.

L1 - o inductanță dinamică a cristalului. Se poate ajunge la câteva mii de Henry!

R1 - rezistență dinamică atunci când cuarțul poate ajunge la mai multe ohmi la mai multe kilogram

Din moment ce nu am studiat circuitul oscilatorie (iar acest subiect este complicată și mohorât), vreau să spun că toată lumea are o serie de frecvență diferită de cuarț și de rezonanță paralel. Conceptul de cuvântul „emoție“, în acest caz, indică faptul că sunt realizate din cuarț și unii fac shemku radiodetalek, prin care vom obține de la frecvența de cuarț, care este scris pe ea. Asta este, dacă vedem în cuarț doar o astfel de inscripție:

Acest lucru ne spune că frecvența de rezonanță serie, putem excita cuarț, la o frecvență de 8 MHz. Ea are, de asemenea, mai mult de o regulă: dacă frecvența este marcată în numere întregi în kilohertzilor - este opera la frecvența fundamentală, și dacă virgula MC - un subtext armonic. De exemplu: RG 05-18000kGts - un rezonator pentru frecvența fundamentală și RG 05-27,465MGts - pentru funcționarea la a 3-a armonica.

Ce este un generator? Generator - este, în esență un dispozitiv care produce ceva. În electronică, adesea este posibil să se audă expresia „generator de energie electrică, un generator de funcții de frecvență generator de.“, Și așa mai departe.

Oscilatorul de cristal este un generator de frecvență și este compus dintr-un rezonator de cuarț. Acum, cred că, nu va fi confundat cu oscilator cu cuarț de cristal ;-). Practic cristal oscilatoare vin în două forme:

cele care pot genera un semnal sinusoidal

și cele care dau un semnal val pătrat

Cel mai adesea, acesta din urmă este utilizat.

oscilator cu cristal principiu de lucru este: rezonator cristal de cuarț este determinat să vibreze prin aplicarea o tensiune alternativă la aceasta. Amplitudinea acestor oscilații atinge un maxim atunci când frecvența tensiunii de CA aplicată cu frecvența de rezonanță a rezonatorului de cuarț.

Pro cuarț oscilatoare - o stabilitate înaltă frecvență. Practic este 10 ~ 5 - 10 -6 din valoarea nominală sau, așa cum se spune adesea, ppm (din părțile engleză per milion.) - părți per milion, adică o milionime sau 10 -6 număr. deviația de frecvență într-o direcție sau alta în oscilator de cristal se datorează în principal la schimbările de temperatură ambiantă și, de asemenea, cu îmbătrânirea cuarț. Cu imbatranire cristal de cuarț de frecvență oscilator încetează mai puțin în fiecare an, aproximativ -7 1,8h10 nominal. Dacă, să zicem, am luat un cuarț cu o frecvență de 10 de megahertzi (10 milioane de Hertz) și pune-l în schema pentru un an, frecvența va dura aproximativ 2 Hertzi minus ;-) Cred că este destul de tolerant.

În prezent, oscilatoare de cristal produse în formă de module complet. Unele firme producătoare de astfel de generatoare, stabilitate de frecvență pentru a ajunge la 10 -11 din valoarea nominală! Ei arata module gata ca aceasta:

Astfel de oscilatoare modulele de cristal au, în general, 4 pini. Aici este pinout de pătrat oscilator de cristal:

Deci, acum din nou, astfel încât să nu se rușine în forumuri sau în cercul de propria lor natură

Hmm, eu sunt obosit teorie.