Resonator kuarza ialah peranti elektronik yang dibina pada kesan piezoelektrik, serta resonans mekanikal. Ia digunakan oleh stesen radio, di mana ia menetapkan kekerapan pembawa, dalam jam dan pemasa, menetapkan selang 1 saat di dalamnya.
Kandungan
Apakah itu dan mengapa ia diperlukan
Peranti ini merupakan sumber yang menyediakan ayunan harmonik berketepatan tinggi. Ia mempunyai, jika dibandingkan dengan analog, kecekapan kerja yang lebih besar, parameter yang stabil.
Sampel pertama peranti moden muncul di stesen radio pada 1920-1930. sebagai elemen dengan operasi yang stabil, mampu menetapkan frekuensi pembawa. Mereka ialah:
- mereka menggantikan resonator kristal garam Rochelle, yang muncul pada tahun 1917 hasil ciptaan Alexander M. Nicholson dan dicirikan oleh ketidakstabilan;
- mereka menggantikan litar yang digunakan sebelum ini dengan gegelung dan kapasitor, yang tidak berbeza dalam faktor kualiti tinggi (sehingga 300) dan bergantung pada perubahan suhu.
Tidak lama kemudian, resonator kuarza menjadi sebahagian daripada pemasa dan jam. Komponen elektronik dengan frekuensi resonan semula jadi 32768 Hz, yang dalam pembilang 15-bit binari menetapkan selang masa 1 saat.
Peranti digunakan hari ini dalam:
- jam tangan kuarza, memberikan mereka ketepatan kerja, tanpa mengira suhu ambien;
- instrumen pengukur, menjamin ketepatan penunjuk yang tinggi;
- bunyi gema marin, yang digunakan dalam penyelidikan dan penciptaan peta bawah, membaiki terumbu, cetek, mencari objek di dalam air;
- litar yang sepadan dengan pengayun rujukan yang mensintesis frekuensi;
- skim yang digunakan untuk petunjuk gelombang SSB atau isyarat telegraf;
- stesen radio dengan isyarat DSB dengan frekuensi pertengahan;
- penapis laluan jalur penerima jenis superheterodyne, yang lebih stabil dan berkualiti daripada penapis LC.
Peranti dihasilkan dengan kes yang berbeza. Mereka dibahagikan kepada output, digunakan dalam pemasangan pukal, dan SMD, digunakan dalam pemasangan permukaan.
Operasi mereka bergantung pada kebolehpercayaan litar pensuisan, yang mempengaruhi:
- sisihan kekerapan daripada nilai yang diperlukan, kestabilan parameter;
- kadar penuaan peranti;
- had muatan.
Sifat resonator kuarza
Melangkaui analog yang sedia ada sebelum ini, yang menjadikan peranti sangat diperlukan dalam banyak litar elektronik dan menerangkan skop peranti.Ini disahkan oleh fakta bahawa dalam dekad pertama sejak ciptaan di Amerika Syarikat (tidak termasuk negara lain) lebih daripada 100 ribu keping peranti telah dihasilkan.
Antara sifat positif resonator kuarza, yang menerangkan populariti dan permintaan untuk peranti:
- faktor kualiti yang baik, nilainya - 104-106 - melebihi parameter analog yang digunakan sebelum ini (mereka mempunyai faktor kualiti 300);
- dimensi kecil, yang boleh diukur dalam pecahan milimeter;
- rintangan kepada suhu, turun naiknya;
- hayat perkhidmatan yang panjang;
- kemudahan pembuatan;
- keupayaan untuk membina penapis lata berkualiti tinggi tanpa menggunakan tetapan manual.
Resonator kuarza juga mempunyai kelemahan:
- elemen luaran membolehkan anda melaraskan frekuensi dalam julat yang sempit;
- mempunyai struktur yang rapuh;
- tidak bertolak ansur dengan haba yang berlebihan.
Prinsip operasi resonator kuarza
Peranti ini berfungsi berdasarkan kesan piezoelektrik, yang menunjukkan dirinya pada plat kuarza, dan pada suhu rendah. Unsur itu dipotong daripada kristal kuarza tunggal, memerhatikan sudut yang ditentukan. Yang terakhir menentukan parameter elektrokimia resonator.
Plat disalut pada kedua-dua belah dengan lapisan perak (platinum, nikel, emas adalah sesuai). Kemudian mereka dipasang dengan kuat di dalam perumahan, yang dimeteraikan. Peranti ini adalah sistem berayun yang mempunyai frekuensi resonansnya sendiri.
Apabila elektrod tertakluk kepada voltan berselang-seli, plat kuarza, yang mempunyai sifat piezoelektrik, membengkok, mengecut, beralih (bergantung kepada jenis pemprosesan kristal). Pada masa yang sama, counter-EMF muncul di dalamnya, kerana ia berlaku dalam induktor yang terletak dalam litar berayun.
Apabila voltan digunakan dengan frekuensi bertepatan dengan getaran semula jadi plat, maka resonans diperhatikan dalam peranti. serentak:
- unsur kuarza meningkatkan amplitud ayunan;
- rintangan resonator sangat berkurangan.
Tenaga yang diperlukan untuk mengekalkan ayunan adalah rendah dalam kes frekuensi yang sama.
Penetapan resonator kuarza pada litar elektrik
Peranti ini ditetapkan sama dengan kapasitor. Perbezaan: segi empat tepat diletakkan di antara segmen menegak - simbol plat yang diperbuat daripada kristal kuarza. Sisi segi empat tepat dan plat kapasitor dipisahkan oleh jurang. Berdekatan pada rajah mungkin terdapat huruf penetapan peranti - QX.
Bagaimana untuk menguji resonator kuarza
Masalah dengan peralatan kecil timbul jika mereka menerima pukulan yang kuat. Ini berlaku apabila peranti yang mengandungi resonator dalam reka bentuk jatuh. Yang terakhir gagal dan memerlukan penggantian mengikut parameter yang sama.
Memeriksa prestasi resonator memerlukan penguji. Ia dipasang mengikut litar berdasarkan transistor KT3102, 5 kapasitor dan 2 perintang (peranti ini serupa dengan pengayun kuarza yang dipasang pada transistor).
Peranti mesti disambungkan ke pangkal transistor dan kutub negatif dalam sambungan yang disambungkan, sambungan, melindungi dengan memasang kapasitor pelindung. Bekalan kuasa litar pensuisan adalah malar - 9V. Selain itu, mereka menyambung ke input transistor, ke outputnya - melalui kapasitor - meter frekuensi, yang membetulkan parameter frekuensi resonator.
Skim ini digunakan semasa menyediakan litar ayunan.Apabila resonator berada dalam keadaan baik, apabila disambungkan, ia menghasilkan ayunan yang membawa kepada kemunculan voltan berselang-seli pada pemancar transistor. Lebih-lebih lagi, kekerapan voltan bertepatan dengan ciri resonator yang serupa.
Peranti rosak jika meter frekuensi tidak mengesan kejadian frekuensi atau menentukan kehadiran frekuensi, tetapi ia sama ada jauh berbeza daripada nilai nominal, atau ia berubah dengan ketara apabila bekas itu dipanaskan dengan besi pematerian.
Artikel yang serupa:
