резонатор на кварц и кварцов генератор

Предишен ◈ Следващото

Да, знам. Тази статия е в очакване на много хора. В интернет много въпроси от кварц и много малко отговори. Ще се опитам в тази статия, за да се хвърли лъч светлина в тъмното царство на въпроси, свързани с кварцов резонатор и осцилатор.

Както можете да видите в началото на всяка статия, аз винаги си зададем въпроса: Какво е XXXXXXXXXXXX? Така че нека просто да започнете с този въпрос! Какво е кварцов, а той харесва?

В действителност, кварц - е един от най-често срещаните минерали в земната кора. Неговият дял е около 60%! Ако полупроводникови спецификации обикновено направени от силикон, кварц е също съставена от силиций, но във връзка с кислород. Неговата формула SiO2.

Тя изглежда по следния начин:

Luser, нали? ))

Но съкровището е скрито не в кварца, и как той има собственост. И този ефект е направен от кварц революция в прецизни (точни) електроника.

Веднъж, много отдавна, през 19 век, двама братя Кюри открили интересен имот на някои кристали да генерира солидна EMF в компресия или разтягане на материала:

Но шегата е, че има обратен ефект, това е, когато се прилага напрежение или ние да се излегнете на материала, или компресиране. Твърде силно)) В действителност, с просто око, че е почти незначително. Този ефект се нарича пиезоелектричен ефект. Но такива вещества се наричат пиезоелектричен.

Не толкова отдавна, гледах един филм на National Geographic. Там е цялата пиезоелектрични плочи, монтирани на пътя. Според него е имало хора и да генерират електричество, без да го знаят). Между другото, много khalyavnykh, чиста и възобновяема енергия))). Добре, нещо разсеян.

Така че, кварцови кристали също проявяват пиезоелектрически ефект и също така са способни да произвеждат електродвижеща сила или деформира (огъва да променят формата) поради електрически ток.

А сега нека да разгледаме някои термини, които често бъркат шунки. Това кварцов резонатор и кварцов генератор. Нека започнем с резонатор.

Резонатор - (лат resono -. Чух в мач отговор) - система, която е в състояние да се люлее с максимална амплитуда. т.е. резонира. когато е подложен на външна сила на определена честота и форма. Оказва се, на кварцов резонатор в областта на електрониката и "кварц" само с хората - това radioelement които sposobenrezonirovat. ако тя доставя променливия ток с определена честота и форма.

Кварцови резонатори изглеждат основно като този:

След като разгледа кварцов кристал, можете да видите от първа ръка на кварцов кристал самата. Нека се отвори кварцов съветски тук в този пакет:

Така че, това, което виждаме тук? И тук виждаме ясно кварцов кристал, поставен между два метални пластини:

В малък тип quartzes

употребяван тънък правоъгълна кварцова плоча. Тук правилото е: по-голяма е дебелината на плочата, толкова по-ниска работна честота на кварц. Ето защо, най-голямата честота, което прави кварц е не повече от 50 мегахерца, като плочата Оказва се, много тънък, което го прави трудно да се произвежда, и я държи, тъй като е необходимо в тялото, без да се счупи. Тя може да се изцеди от кварц и честота до 200 мегахерца, но ще работи на кварцов оттенък. Обертонове, или каквото и те се наричат, мода или хармоници - на няколко честоти над основната честота на кварца. Използването на филтри гаси кварц основната честота и оттенък изолирани. кварцов резонатор в режим оттенък, използвайте странни оттенъци. Ако основната честота на кварц F - това е първият оттенък, неговите нюанси работят като 3F, 5F, 7F, 9F. Важно е да се отбележи, че амплитудата хармонична намалява с увеличаване на честотата, така че други 9 оттенък смисъл да издържам повече, за да се разпредели по-малка амплитуда на сигнала е много трудно.

Например: вземат кварц с честота 10 мегахерца. След това можем да започнат своите обертонове 30 мегахерца (трета оттенък), 50 мегахерца (пети оттенък), 70 мегахерца (седма оттенък) и kraynyak, 90 мегахерца (девета оттенък).

За по някакъв начин да разбера какво оттенъци, например, да слушате основна честота от 110 Hz и неговите нюанси.

Веригата, която управлява най-кварцови обертоновете, сложни и не много надежден, тъй като от една страна, че е необходимо да "преса" на главната кварцов честотата и обертон разпределят, и второ, кварц може да бъде развълнуван в случаен режим трептене. На практика все още се развива веригата с главния кварцов честота размножаването, което е много по-лесно и по-надеждни.

Quartz е изолатор. А какво ще стане, ако тънък диелектрик поставен между две метални пластини? Включете кондензатор. Conder получите много малък капацитет, така че капацитетът за измерване е малко вероятно да успее. Но не стане-разумно с верига наименование дизайн кварц, и диаграма показва как правоъгълно парче кристал, поставен между две плочи на кондензатор:

От само себе си много митове в Интернет е от кварцов резонатор. Най движение мит гласи, както следва: ако постоянно напрежение емисия на кварцов резонатор, ще произведе променливо напрежение с честота посочено тях. За "честота, посочена върху него:" Аз може да бъде, че ще се съгласите, но какво да кажем за DC - уви. кварцов кристал или просто тъп свиване razozhmetsya). Някои все още мисля, че самата кварц произвежда променлив ток.

За да се разбере функционирането на кварцов резонатор, е необходимо да го разгледа еквивалентна схема:

С - е действителното капацитивно съпротивление между кондензатор плочи. Това означава, че ако извадите кварцов кристал, той ще остане на двете плочи и техните заключения. Това, че те имат този капацитет.

С1 - динамичен капацитет на самия кристала. Dynamic - значение проявява в кварца. Стойността му е малко по-femtoFarad. Femto - 10 -15.

L1 - динамичен индуктивност на кристала. Тя може да достигне няколко хиляди Хенри!

R1 - динамична устойчивост когато кварц може да достигне от няколко ома до няколко килограм

Тъй като ние не сме изследвали колебателен кръг (и тази тема е сложен и мрачен), искам да кажа, че всеки има различна честота кварцов последователен и паралелен резонанс. Концепцията на думата "вълнение" в този случай показва, че ние сме от кварц и някои го правят radiodetalek shemku, чрез които получаваме от кварц честота, което е написано на него. Това означава, че ако видим в кварца точно такъв надпис:

Това ни показва, че серия резонансна честота, можем да възбуди кварц с честота от 8 MHz. Той също така има още едно правило: ако честотата е маркиран в цели числа в килохерца - е дело на основната честота, а ако запетаята MC - хармонично оттенък. Например: RG 05-18000kGts - резонатор за основната честота и RG 05-27,465MGts - за работа в трети оттенък.

Какво е генератор? Генератор - по същество представлява устройство, което произвежда нещо. В електрониката, често е възможно да се чуе фразата "електрически генератор, генератор на честота. Функция генератор" и така нататък.

кварцов генератор е генератор на честота и се състои от кварцов резонатор. Сега, според мен, няма да се бърка с кварцов кристал осцилатор ;-). По принцип кристални осцилатори идват в две форми:

тези, които може да подаде сигнал задължително

и тези, които дават квадратна вълна сигнал

Най-често, той се използва.

кристален осцилатор принцип на работа е: кварцов кристал резонатор е причинено да вибрира чрез прилагане на променливо напрежение към него. Амплитудата на тези трептения достига максимум, когато честотата на приложеното променливо напрежение с резонансната честота на кварцов резонатор.

Предимствата кварцов осцилатори - висока стабилност честота. По същество това е 10 -5 - 10 -6 на номиналната стойност, както често се казва, ррт (от английски части на милион.) - милионни части, т.е. една милионна, или 10 -6 номер. честотата отклонение в една или друга посока в кристален осцилатор се дължи главно на промени в температурата на околната среда, а също и с остаряване на кварц. Със застаряването на кварцов кристал честота осцилатор престава малко по-малко всяка година около -7 1,8h10 номинала. Ако, да речем, взех кварцов с честота 10 мегахерца (10 милиона Hertz) и я поставете в схемата за една година, честотата му ще отнеме около 2 Hertz минус ;-) Мисля, че това е доста толерантни.

Понастоящем кристални осцилатори произведени под формата на цялостни модули. Някои фирми, които произвеждат такива генератори, стабилност честота, за да достигне 10 -11 от номиналната стойност! Те изглеждат готови модули по този начин: