نحوه اندازه گیری فرکانس کوارتز تشدید کننده کوارتز - ساختار، اصل عملکرد، نحوه بررسی. بررسی همزمان دو تشدید کننده کوارتز

توصیه می‌شود که تشدیدگرهای کوارتز، مانند سایر اجزای رادیویی، از نظر عملکرد، قبل از استفاده از آنها در تمرینات رادیویی آماتور، آزمایش شوند. یکی از ساده ترین مدارها برای چنین کاوشگری در یک مجله رادیویی آماتور چک منتشر شد. تکرار مدار پروب بسیار ساده است، بنابراین مورد توجه طیف وسیعی از آماتورهای رادیویی است.

مدار تشدید کننده کوارتز

تشدید کننده های کوارتز از ساده ترین اجزای رادیویی هستند، اما آماتورهای رادیویی عملاً هیچ تجهیزاتی برای آزمایش آنها قبل از استفاده ندارند. این گاهی اوقات منجر به سوء تفاهم می شود. از نظر خارجی، تشدید کننده کوارتز ممکن است هیچ آسیبی نداشته باشد، اما در مدار کار نمی کند. دلایل زیادی برای این می تواند وجود داشته باشد. به طور خاص، یکی از آنها سقوط طنین انداز به دلیل بی دقتی برخورد است. این به بررسی اولیه تشدیدگرهای کوارتز قبل از استفاده از آنها کمک می کند. طراحی ساده، شرح داده شده در.

تشدید کننده کوارتز مورد آزمایش به کنتاکت های K2 متصل است (شکل 1). یک ژنراتور با برد وسیع روی ترانزیستور T1 ساخته شده است. این برای آزمایش کوارتز طراحی شده است که فرکانس کاری آن در محدوده 1 ... 50 مگاهرتز است. به ویژه تغییر اندکی پارامترهای برخی از اجزای رادیویی مدار. C2 و NW. می توانید کوارتزهای دیگر را نیز بررسی کنید.

در صورتی که تشدید کننده کوارتز عملیاتی شود. یک ولتاژ متناوب فرکانس بالا در امیتر ترانزیستور T1 وجود دارد. توسط دیودهای D1، D2 اصلاح می شود، توسط خازن C5 صاف می شود و به پایه ترانزیستور کلید T2 تغذیه می شود و قفل آن را باز می کند. در همان زمان، LED LD1 روشن می شود.

ژنراتور چیست؟ ژنراتور در اصل وسیله ای است که یک نوع انرژی را به دیگری تبدیل می کند. در الکترونیک، اغلب می توانید عبارت "مولد انرژی الکتریکی، مولد فرکانس" و غیره را بشنوید.

یک نوسان ساز کریستالی یک مولد فرکانس است و شامل. اساساً نوسانگرهای کریستالی دو نوع هستند:

آنهایی که می توانند سیگنال موج سینوسی تولید کنند

و آنهایی که سیگنال موج مربعی تولید می کنند

رایج ترین سیگنال مورد استفاده در الکترونیک، موج مربعی است.

طرح پیرس

برای برانگیختن کوارتز در فرکانس رزونانس، باید مداری را جمع کنیم. بیشترین مدار سادهبرای کوارتز هیجان انگیز - این یک کلاسیک است ژنراتور پیرس، که فقط از یکی تشکیل شده است ترانزیستور اثر میدانیو یک مهار کوچک از چهار عنصر رادیویی:

چند کلمه در مورد نحوه عملکرد این طرح. نمودار یک مثبت دارد بازخوردو خود نوسانات در آن ظاهر می شوند. اما بازخورد مثبت چیست؟

در مدرسه همه شما برای آزمایش مانتو واکسینه شده اید تا مشخص شود که آیا لوله دارید یا نه. بعد از مدتی پرستاران آمدند و با استفاده از خط کش واکنش پوست شما را به این واکسیناسیون اندازه گرفتند.

زمانی که این واکسیناسیون انجام شد، خاراندن محل تزریق ممنوع بود. اما من که در آن زمان هنوز یک پسر جدید بودم، هیچ حرفی نزدم. به محض اینکه شروع کردم به خاراندن بی سر و صدا محل تزریق، می خواستم حتی بیشتر خراش دهم)) و بنابراین سرعت دستی که واکسن را می خراشید در اوج یخ زد، زیرا می توانستم دستم را با فرکانس حداکثر 15 هرتز نوسان کنم. واکسیناسیون بازوهایم تا روی زمین متورم شد)) و حتی یک بار به ظن ابتلا به سل مرا برای اهدای خون بردند، اما همانطور که معلوم شد، آن را پیدا نکردند. جای تعجب نیست ;-).

پس چرا جوک های زندگی اینجا را به شما می گویم؟ واقعیت این است که این واکسیناسیون گال مثبت ترین بازخوردی است که وجود دارد. یعنی تا زمانی که به آن دست نزدم، نمی خواستم آن را خراش دهم. اما به محض اینکه بی صدا آن را خاراندم، بیشتر شروع به خارش کرد و من بیشتر شروع به خاراندن کردم و حتی بیشتر شروع به خارش کرد و غیره. اگر هیچ محدودیت فیزیکی روی بازوی من وجود نداشت، مطمئناً محل واکسیناسیون قبلاً تا حد گوشت فرسوده شده بود. اما من فقط می توانستم دستم را با حداکثر فرکانس مشخص تکان دهم. بنابراین، همین اصل در مورد یک نوسان ساز کوارتز صدق می کند ;-). کمی تکانه بدهید، و شروع به شتاب گرفتن می کند و فقط در فرکانس تشدید موازی متوقف می شود ;-). بگذارید آن را «محدودیت فیزیکی» بنامیم.

اول از همه، ما باید یک سلف را انتخاب کنیم. من یک هسته حلقوی گرفتم و چندین دور از سیم MGTF پیچیدم

کل فرآیند با استفاده از یک متر LC کنترل شد و به مقدار اسمی مانند نمودار - 2.5 mH رسید. اگر کافی نبود، نوبت های بیشتری اضافه می کرد؛ اگر زیاده روی می کرد، آن را کاهش می داد. در نتیجه به اندوکتانس زیر دست یافتم:

نام صحیح آن: .

پینوت از چپ به راست: تخلیه – منبع – دروازه

یک انحراف غزلی کوچک.

بنابراین، ما نوسانگر کوارتز را مونتاژ کرده ایم، ولتاژ اعمال می کنیم، تنها چیزی که باقی می ماند حذف سیگنال از خروجی ژنراتور خانگی است. یک اسیلوسکوپ دیجیتال شروع به کار می کند

اول از همه، من کوارتز را به بالاترین فرکانسی که دارم رساندم: 32768 مگاهرتز. آن را با کوارتز ساعت (در مورد آن) اشتباه نگیرید صحبت خواهیم کردزیر).

در گوشه پایین سمت چپ اسیلوسکوپ فرکانس را به ما نشان می دهد:

همانطور که می بینید 32.77 مگاهرتز. نکته اصلی این است که کوارتز ما زنده است و مدار کار می کند!

بیایید کوارتز را با فرکانس 27 مگاهرتز بگیریم:

قرائت های من در حال پریدن بود. من از چیزی که مدیریت کردم اسکرین شات گرفتم:

فرکانس هم کم و بیش درست نشان داده شد.

خوب، ما تمام کوارتزهای دیگری را که من دارم به همین ترتیب بررسی می کنیم.

در اینجا اسیلوگرام کوارتز در 16 مگاهرتز است:

اسیلوسکوپ فرکانس دقیقا 16 مگاهرتز را نشان داد.

در اینجا من کوارتز را روی 6 مگاهرتز تنظیم کردم:

دقیقا 6 مگاهرتز

در 4 مگاهرتز:

همه چیز خوب است.

خوب، بیایید یکی دیگر از شوروی را در 1 مگاهرتز بگیریم. این چیزی است که به نظر می رسد:

در بالا می گوید 1000 کیلوهرتز = 1 مگا هرتز ;-)

بیایید به اسیلوگرام نگاه کنیم:

کارگر!

اگر واقعاً می خواهید، حتی می توانید فرکانس را با یک فرکانس متر ژنراتور چینی اندازه گیری کنید:

خطای 400 هرتز برای کوارتز قدیمی شوروی زیاد نیست. اما بهتر است، البته، از یک فرکانس سنج حرفه ای معمولی استفاده کنید ;-)

ساعت کوارتز

با کوارتز ساعت، نوسانگر کوارتز طبق طرح پیرس از کار کردن خودداری کرد.

"این چه نوع ساعت کوارتز است؟" - تو پرسیدی. کوارتز ساعتی کوارتز با فرکانس 32768 هرتز است. چرا فرکانس عجیبی دارد؟ نکته این است که 32768 برابر 2 15 است. این کوارتز با یک تراشه شمارنده 15 بیتی جفت شده است. این ریزمدار K176IE5 ماست.

اصل کار این ریز مدار به شرح زیر است: pپس از شمارش 32768 پالس، نبض را روی یکی از پاها ساطع می کند. این پالس روی یک کریستال کوارتز 32768 هرتز ظاهر می شود دقیقا یک بار در ثانیه. و همانطور که به یاد دارید، نوسان یک بار در ثانیه 1 هرتز است. یعنی در این پا، پالس با فرکانس 1 هرتز صادر می شود. و اگر اینطور است، پس چرا از آن در ساعت ها استفاده نکنید؟ این نام از اینجا آمده است.

در حال حاضر، در ساعت‌های مچی و سایر گجت‌های موبایل، این شمارنده و رزوناتور کوارتز در یک تراشه تعبیه شده است و نه تنها شمارش ثانیه‌ها، بلکه تعدادی عملکرد دیگر مانند ساعت زنگ دار، تقویم و غیره را نیز ارائه می‌کند. چنین ریز مدارهایی نامیده می شوند RTC (آر eal تیمن هستم سیقفل) یا از ساعت واقعی بورژوایی ترجمه شده است.

مدار سوراخ برای موج مربعی

بنابراین، اجازه دهید به طرح پیرس برگردیم. مدار قبلی پیرس یک سیگنال سینوسی تولید می کند

اما یک مدار پیرس اصلاح شده برای موج مربعی نیز وجود دارد

و او اینجاست:

مقادیر برخی از عناصر رادیویی را می توان در محدوده نسبتاً وسیعی تغییر داد. به عنوان مثال، خازن های C1 و C2 می توانند در محدوده 10 تا 100 pF باشند. قانون اینجا این است: هرچه فرکانس کوارتز کمتر باشد، ظرفیت خازن باید کمتر باشد. برای کریستال های ساعت، خازن ها را می توان با ارزش اسمی 15-18 pF عرضه کرد. اگر فرکانس کوارتز 1 تا 10 مگاهرتز باشد، می توانید آن را روی 22-56 pF تنظیم کنید. اگر نمی خواهید زحمت بکشید، فقط خازن هایی با ظرفیت 22 pF نصب کنید. شما واقعا نمی توانید اشتباه کنید.

همچنین یک نکته کوچک برای توجه: با تغییر مقدار خازن C1، می توانید فرکانس تشدید را در محدوده های بسیار ظریف تنظیم کنید.

مقاومت R1 را می توان از 1 به 20 مواهم و R2 از صفر به 100 کیلو اهم تغییر داد. در اینجا یک قانون نیز وجود دارد: هرچه فرکانس کوارتز کمتر باشد، ارزش این مقاومت ها بیشتر است و بالعکس.

حداکثر فرکانس کریستالی که می توان در مدار قرار داد به سرعت اینورتر CMOS بستگی دارد. من تراشه 74HC04 را گرفتم. این خیلی سریع عمل نمی کند. از شش اینورتر تشکیل شده است، اما ما فقط از یک اینورتر استفاده خواهیم کرد:

اینم پینوتش:

با اتصال یک کوارتز ساعتی به این مدار، اسیلوسکوپ اسیلوسکوپ زیر را تولید کرد:

راستی، آیا این قسمت از نمودار شما را به یاد چیزی می اندازد؟

آیا این قسمت از مدار برای کلاک میکروکنترلرهای AVR استفاده نمی شود؟

او یکی است! فقط این است که عناصر از دست رفته مدار قبلاً در خود MK هستند؛-)

مزایای اسیلاتورهای کریستالی

از مزایای نوسانگرهای فرکانس کوارتز پایداری فرکانس بالای آنها است. اساساً 10 -5 - 10 -6 از مقدار اسمی یا همانطور که اغلب می گویند ppm (از انگلیسی است. قطعات در میلیون)- قسمت در میلیون، یعنی یک میلیونیم یا عدد 10 -6. انحراف فرکانس در یک جهت یا جهت دیگر در نوسانگر کوارتز عمدتاً با تغییرات دمای محیط و همچنین با پیر شدن کوارتز مرتبط است. با افزایش سن کوارتز، فرکانس نوسانگر کوارتز هر سال کمی کمتر از مقدار اسمی 1.8x10 -7 می شود. اگر مثلاً من کوارتز را با فرکانس 10 مگاهرتز (10000000 هرتز) بگیرم و در مدار قرار دهم، پس از یک سال فرکانس آن حدود 2 هرتز کاهش می یابد؛-) فکر می کنم کاملاً قابل تحمل است.

در حال حاضر نوسانگرهای کوارتز در قالب ماژول های کامل تولید می شوند. برخی از شرکت های تولید کننده چنین ژنراتورهایی به ثبات فرکانسی تا 10 -11 از مقدار اسمی دست می یابند! نگاه کن ماژول های آمادهمانند آن:

یا بیشتر

چنین ماژول های نوسان ساز کریستالی عمدتا دارای 4 خروجی هستند. در اینجا پینوت یک نوسان ساز کریستالی مربع است:

بیایید یکی از آنها را بررسی کنیم. میگه 1 مگاهرتز

اینم نمای عقب او:

اینم پینوتش:

با اعمال یک ولتاژ ثابت از 3.3 تا 5 ولت با مثبت 8 و منهای 4، از خروجی 5 یک موج مربعی تمیز، صاف و زیبا با فرکانس نوشته شده بر روی یک نوسانگر کوارتز، یعنی 1 مگاهرتز، با انتشار بسیار کم

خوب، این یک منظره برای چشم درد است!

و فرکانس‌سنج ژنراتور چینی فرکانس دقیق را نشان داد:

از اینجا نتیجه می گیریم: بهتر است یک نوسان ساز کوارتز آماده بخرید تا اینکه زمان و اعصاب زیادی را برای راه اندازی مدار پیرس تلف کنید. مدار Pierce برای آزمایش تشدید کننده ها و برای پروژه های مختلف خانگی شما مناسب خواهد بود.

تشدید کننده سیستمی است که در شرایط خاص قادر به انجام حرکات نوسانی با حداکثر دامنه است. تشدید کننده کوارتز - یک صفحه کوارتز، معمولاً به شکل موازی، هنگام اعمال جریان متناوب به این روش عمل می کند (فرکانس برای صفحات مختلف متفاوت است). فرکانس کاری این قطعه بر اساس ضخامت آن تعیین می شود. وابستگی در اینجا برعکس است. نازک ترین صفحات دارای بالاترین فرکانس (حداکثر 50 مگاهرتز) هستند.

در موارد نادر می توان فرکانس 200 مگاهرتز را به دست آورد. این فقط در هنگام کار بر روی یک تون (فرکانس جزئی بالاتر از فرکانس اصلی) مجاز است. فیلترهای ویژه قادر به سرکوب فرکانس اصلی صفحه کوارتز و برجسته کردن فرکانس چندگانه آن هستند.

فقط هارمونیک های عجیب و غریب (نام دیگری برای تون ها) برای عملکرد مناسب هستند. علاوه بر این، هنگام استفاده از آنها، قرائت فرکانس در دامنه های پایین تر افزایش می یابد. به طور معمول، حداکثر کاهش 9 برابری در ارتفاع موج است. علاوه بر این، تشخیص تغییرات دشوار می شود.

کوارتز یک دی الکتریک است. در ترکیب با یک جفت الکترود فلزی به خازن تبدیل می شود اما ظرفیت آن کم است و اندازه گیری آن فایده ای ندارد. در نمودار این قسمت به صورت یک مستطیل کریستالی بین صفحات خازن نمایش داده می شود. یک صفحه کوارتز، مانند سایر اجسام الاستیک، بسته به اندازه آن، با وجود فرکانس تشدید خاص خود مشخص می شود. صفحات نازک فرکانس تشدید بالاتری دارند. در نتیجه: شما فقط باید صفحه ای را با چنین پارامترهایی انتخاب کنید که فرکانس آن است ارتعاشات مکانیکیبا فرکانس ولتاژ متناوب اعمال شده به صفحه مطابقت دارد. ویفر کوارتز، فقط در هنگام استفاده از جریان متناوب مناسب است زیرا دی سیمی تواند تنها یک فشرده سازی یا رفع فشار را تحریک کند.

در نتیجه، بدیهی است که کوارتز یک سیستم تشدید بسیار ساده است (با تمام خواص ذاتی در مدارهای نوسانی)، اما این به هیچ وجه کیفیت کار آن را کاهش نمی دهد.

تشدید کننده کوارتز حتی موثرتر است. ضریب کیفیت آن 10 5 - 10 7 است. تشدید کننده های کوارتز به دلیل پایداری دما، دوام و قابلیت ساخت، طول عمر کلی خازن را افزایش می دهند. اندازه کوچک قطعات نیز استفاده از آنها را آسان می کند. اما مهمترین مزیت، قابلیت ارائه فرکانس پایدار است.

تنها معایب شامل محدوده باریک تنظیم فرکانس موجود با فرکانس عناصر خارجی است.

در هر صورت، رزوناتورهای کوارتز بسیار محبوب هستند و در ساعت‌ها، وسایل الکترونیکی رادیویی متعدد و سایر دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. در برخی از کشورها صفحات کوارتز مستقیماً در پیاده روها نصب می شوند و افراد صرفاً با راه رفتن به جلو و عقب انرژی تولید می کنند.

اصل عملیات

عملکرد یک تشدید کننده کوارتز توسط اثر پیزوالکتریک ارائه می شود. این پدیده باعث تحریک وقوع می شود شارژ الکتریکیدر صورت ایجاد تغییر شکل مکانیکی انواع خاصی از کریستال ها (کوارتز و تورمالین طبیعی هستند). نیروی بار مستقیماً به نیروی تغییر شکل بستگی دارد. این اثر پیزوالکتریک مستقیم نامیده می شود. ماهیت اثر پیزوالکتریک معکوس این است که اگر یک کریستال در معرض میدان الکتریکی قرار گیرد، تغییر شکل می‌دهد.

بررسی عملکرد

چندین روش ساده برای بررسی وضعیت کوارتز در یک حرکت وجود دارد. در اینجا چند مورد از آنها وجود دارد:

1. برای تعیین دقیق وضعیت تشدید کننده، باید یک اسیلوسکوپ یا فرکانس متر را به خروجی ژنراتور متصل کنید. داده های مورد نیاز را می توان با استفاده از ارقام Lissajous محاسبه کرد. با این حال، در چنین شرایطی، ممکن است به طور ناخواسته حرکات نوسانی کوارتز در فرکانس های فراتونیک و بنیادی تحریک شود. این ممکن است اندازه گیری های نادرست ایجاد کند. این روش در محدوده 1 تا 10 مگاهرتز قابل استفاده است.
2. فرکانس کاری ژنراتور به تشدید کننده کوارتز بستگی دارد. هنگامی که انرژی تامین می شود، ژنراتور پالس هایی تولید می کند که با فرکانس تشدید اصلی منطبق است. یک سری از این پالس ها از یک خازن عبور داده می شود، که جزء DC را فیلتر می کند و تنها تون ها باقی می ماند و خود پالس ها به یک فرکانس سنج آنالوگ منتقل می شوند. به راحتی می توان آن را از دو دیود، یک خازن، یک مقاومت و یک میکرو آمپرمتر ساخت. بسته به قرائت فرکانس، ولتاژ خازن نیز تغییر می کند. این روشهمچنین در دقت تفاوتی ندارد و فقط در محدوده 3 تا 10 مگاهرتز قابل استفاده است.

به طور کلی، آزمایش قابل اعتماد تشدید کننده های کوارتز تنها زمانی قابل انجام است که آنها جایگزین شوند. و شما فقط باید به خرابی رزوناتور در مکانیسم به عنوان آخرین راه مشکوک باشید. اگرچه این در مورد وسایل الکترونیکی قابل حملی که در معرض سقوط های مکرر هستند صدق نمی کند.

نوسانات یکی از مهمترین نقش ها را در دنیای مدرن. بنابراین، حتی یک نظریه به اصطلاح ریسمان وجود دارد که ادعا می کند همه چیز در اطراف ما فقط امواج است. اما گزینه های دیگری برای استفاده از این دانش وجود دارد که یکی از آنها تشدید کننده کوارتز است. اتفاقاً هر تجهیزاتی به طور دوره ای از کار می افتد و آنها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. چگونه می توانید مطمئن شوید که پس از یک حادثه منفی همچنان همانطور که باید کار می کند؟

بیایید یک کلمه در مورد تشدید کننده کوارتز بگوییم

تشدید کننده کوارتز آنالوگ مدار نوسانی بر اساس اندوکتانس و ظرفیت است. اما بین آنها به نفع اولی تفاوت وجود دارد. همانطور که مشخص است، مفهوم ضریب کیفیت برای توصیف یک مدار نوسانی استفاده می شود. در یک تشدید کننده مبتنی بر کوارتز به مقادیر بسیار بالایی می رسد - در محدوده 10 5 -10 7. علاوه بر این، در هنگام تغییر دما برای کل مدار کارآمدتر است، که به معنی طول عمر بیشتر برای قطعاتی مانند خازن است. تعیین رزوناتورهای کوارتز در نمودار به شکل مستطیل عمودی است که از دو طرف توسط صفحات "ساندویچ" شده است. از نظر بیرونی در نقشه ها آنها شبیه ترکیبی از خازن و مقاومت هستند.

تشدید کننده کوارتز چگونه کار می کند؟

یک صفحه، حلقه یا میله از یک کریستال کوارتز بریده شده است. حداقل دو الکترود که نوارهای رسانا هستند روی آن اعمال می شود. صفحه ثابت است و فرکانس تشدید ارتعاشات مکانیکی خود را دارد. هنگامی که ولتاژ به الکترودها اعمال می شود، فشرده سازی، برش یا خمش به دلیل اثر پیزوالکتریک (بسته به نحوه برش کوارتز) رخ می دهد. کریستال نوسانی در چنین مواردی مانند یک سلف عمل می کند. اگر فرکانس ولتاژی که تامین می‌شود برابر یا بسیار نزدیک به مقادیر طبیعی آن باشد، در این صورت برای حفظ کارکرد به انرژی کمتری در اختلافات قابل توجه نیاز است. اکنون می‌توانیم به برجسته کردن مشکل اصلی برویم، به همین دلیل این مقاله در مورد تشدیدگر کوارتز نوشته شده است. چگونه عملکرد آن را بررسی کنیم؟ 3 روش انتخاب شد که مورد بحث قرار خواهد گرفت.

روش شماره 1

در اینجا ترانزیستور KT368 نقش یک ژنراتور را بازی می کند. فرکانس آن توسط یک تشدید کننده کوارتز تعیین می شود. هنگامی که برق تامین می شود، ژنراتور شروع به کار می کند. تکانه هایی ایجاد می کند که برابر فرکانس تشدید اصلی آن است. دنباله آنها از یک خازن می گذرد که به عنوان C3 (100r) تعیین شده است. مولفه DC را فیلتر می کند و سپس خود پالس را به یک فرکانس سنج آنالوگ که بر روی دو دیود D9B و عناصر غیرفعال زیر ساخته شده است منتقل می کند: خازن C4 (1n)، مقاومت R3 (100k) و یک میکرو آمپرمتر. تمام عناصر دیگر برای اطمینان از پایداری مدار و به گونه ای که هیچ چیز نسوزد. بسته به فرکانس تنظیم شده، ولتاژ خازن C4 ممکن است تغییر کند. این یک روش تقریبا تقریبی است و مزیت آن سهولت است. و بر این اساس، هر چه ولتاژ بالاتر باشد، فرکانس تشدید کننده بالاتر است. اما محدودیت های خاصی وجود دارد: شما باید آن را در این مدار فقط در مواردی امتحان کنید که در محدوده تقریبی سه تا ده مگاهرتز باشد. آزمایش تشدید کننده‌های کوارتز که فراتر از این مقادیر است، معمولاً تحت الکترونیک رادیویی آماتور قرار نمی‌گیرد، اما در زیر نقشه‌ای را در نظر خواهیم گرفت که محدوده آن 1-10 مگاهرتز است.

روش شماره 2

برای افزایش دقت، می توانید فرکانس متر یا اسیلوسکوپ را به خروجی ژنراتور متصل کنید. سپس محاسبه شاخص مورد نظر با استفاده از ارقام Lissajous امکان پذیر خواهد بود. اما به خاطر داشته باشید که در چنین مواردی کوارتز هم در هارمونیک ها و هم در فرکانس بنیادی برانگیخته می شود که به نوبه خود می تواند انحراف قابل توجهی ایجاد کند. به نمودارهای زیر (این یکی و قبلی) نگاه کنید. همانطور که می بینید، وجود دارد راه های مختلفبه دنبال فرکانس بگردید و سپس باید آزمایش کنید. نکته اصلی رعایت نکات ایمنی است.

بررسی همزمان دو تشدید کننده کوارتز

این مدار به شما این امکان را می دهد که تعیین کنید آیا دو مقاومت کوارتز که در محدوده یک تا ده مگاهرتز کار می کنند یا خیر. همچنین، به لطف آن، می توانید سیگنال های شوک را که بین فرکانس ها حرکت می کنند، تشخیص دهید. بنابراین، شما نه تنها می توانید عملکرد را تعیین کنید، بلکه می توانید مقاومت های کوارتزی را نیز انتخاب کنید که از نظر عملکرد برای یکدیگر مناسب تر هستند. مدار با دو اسیلاتور اصلی پیاده سازی می شود. اولین آنها با یک تشدید کننده کوارتز ZQ1 کار می کند و بر روی یک ترانزیستور KT315B اجرا می شود. برای بررسی عملکرد، ولتاژ خروجی باید بیشتر از 1.2 ولت باشد و دکمه SB1 را فشار دهید. نشانگر نشان داده شده مربوط به یک سیگنال سطح بالا و یک واحد منطقی است. بسته به رزوناتور کوارتز، مقدار مورد نیاز برای آزمایش را می توان افزایش داد (ولتاژ را می توان در هر آزمایش 0.1A-0.2V به مقدار توصیه شده افزایش داد). دستورالعمل های رسمیدر مورد استفاده از مکانیسم). در این حالت خروجی DD1.2 1 و DD1.3 0 خواهد بود. همچنین نشان دهنده عملکرد نوسانگر کوارتز، LED HL1 روشن می شود. مکانیسم دوم به طور مشابه عمل می کند و توسط HL2 گزارش خواهد شد. اگر آنها را به طور همزمان راه اندازی کنید، LED HL4 نیز روشن می شود.

هنگامی که فرکانس های دو ژنراتور با هم مقایسه می شوند، سیگنال های خروجی آنها از DD1.2 و DD1.5 به DD2.1 DD2.2 ارسال می شود. در خروجی اینورتر دوم، مدار یک سیگنال مدوله شده با عرض پالس دریافت می کند تا سپس عملکرد را مقایسه کند. با چشمک زدن LED HL4 می توانید این را به صورت بصری مشاهده کنید. برای بهبود دقت، فرکانس متر یا اسیلوسکوپ اضافه شده است. اگر نشانگرهای واقعی با کیلوهرتز متفاوت باشند، برای تعیین کوارتز فرکانس بالاتر، دکمه SB2 را فشار دهید. سپس اولین تشدید کننده مقادیر خود را کاهش می دهد و صدای ضربان سیگنال نور کمتر می شود. سپس می توان با اطمینان گفت که ZQ1 فرکانس بالاتری نسبت به ZQ2 دارد.

ویژگی های چک

هنگام چک کردن همیشه:

1. دستورالعمل های ارائه شده با تشدید کننده کوارتز را بخوانید.
2. نکات ایمنی را رعایت کنید.

علل احتمالی شکست

راه های زیادی برای غیرفعال کردن تشدید کننده کوارتز وجود دارد. برای جلوگیری از بروز هر گونه مشکلی در آینده، ارزش آن را دارد که با برخی از محبوب ترین آنها آشنا شوید:

1. از ارتفاعات سقوط می کند. محبوب ترین دلیل به یاد داشته باشید: همیشه باید منطقه کاری خود را مرتب نگه دارید و بر اعمال خود نظارت داشته باشید.
2. وجود ولتاژ ثابت به طور کلی، تشدید کننده های کوارتز از آن نمی ترسند. اما پیشینه هایی وجود داشت. برای بررسی عملکرد آن، یک خازن 1000 mF را به صورت سری وصل کنید - این مرحله آن را به کار باز می گرداند یا از عواقب منفی جلوگیری می کند.
3. دامنه سیگنال خیلی زیاد است. این مشکل به روش های مختلفی قابل حل است:

• فرکانس تولید را کمی به طرفین حرکت دهید تا با نشانگر اصلی رزونانس مکانیکی کوارتز متفاوت باشد. این گزینه پیچیده تری است.
• تعداد ولت هایی که خود ژنراتور را تغذیه می کند را کاهش دهید. این یک گزینه راحت تر است.
• بررسی کنید که آیا تشدید کننده کوارتز واقعاً از کار افتاده است یا خیر. بنابراین، دلیل کاهش فعالیت ممکن است شار یا ذرات خارجی باشد (در این صورت لازم است آن را به طور کامل تمیز کنید). همچنین ممکن است این عایق بیش از حد فعال استفاده شده باشد و خواص خود را از دست داده باشد. برای بررسی این نقطه، می توانید یک "سه نقطه" را روی KT315 لحیم کنید و آن را با یک محور بررسی کنید (در همان زمان می توانید فعالیت را مقایسه کنید).

نتیجه

در این مقاله نحوه بررسی عملکرد چنین عناصری بحث شده است نمودارهای الکتریکیمانند فرکانس تشدید کننده کوارتز و همچنین خواص آنها. روش های ایجاد اطلاعات لازم مورد بحث قرار گرفت و همچنین دلایل ممکنچرا آنها در طول عملیات شکست می خورند. اما برای جلوگیری از عواقب منفی، همیشه با یک سر روشن کار کنید - و سپس عملکرد تشدید کننده کوارتز کمتر مزاحم خواهد بود.

چگونه یک تشدید کننده کوارتز را بررسی کنیم؟ بررسی رزوناتورهای کوارتز

نوسانات یکی از مهم ترین نقش ها را در دنیای مدرن ایفا می کنند. بنابراین، حتی به اصطلاح نظریه ریسمان وجود دارد که ادعا می کند همه چیز در اطراف ما فقط امواج است. اما گزینه های دیگری برای استفاده از این دانش وجود دارد که یکی از آنها تشدید کننده کوارتز است. این اتفاق می افتد که مهم نیست که چه تجهیزاتی گاهی اوقات خراب می شود و آنها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. چگونه می توانید مطمئن شوید که پس از یک حادثه منفی همچنان به درستی کار می کند؟

بیایید یک کلمه در مورد تشدید کننده کوارتز بگوییم

تشدید کننده کوارتز آنالوگ مدار نوسانی بر اساس اندوکتانس و ظرفیت است. اما بین آنها به نفع اولی تفاوت وجود دارد. همانطور که مشخص است، مفهوم ضریب کیفیت برای خواص یک مدار نوسانی استفاده می شود. در یک تشدید کننده مبتنی بر کوارتز، به مقادیر بسیار بزرگی می رسد - در محدوده 10 5 -10 7. علاوه بر این، در هنگام تغییر دما برای کل مدار کارآمدتر است، که به معنی طول عمر بیشتر برای قطعاتی مانند خازن است. تعیین تشدید کننده های کوارتز در نمودار به شکل مستطیل عمودی است که از دو طرف توسط صفحات "ساندویچ" شده است. از بیرون، در نقشه ها، آنها شبیه ترکیبی از یک خازن و یک مقاومت هستند.

تشدید کننده کوارتز چگونه کار می کند؟

یک صفحه، حلقه یا میله از یک کریستال کوارتز بریده شده است. حداقل دو الکترود به آن اعمال می شود که نوارهای رسانا هستند. صفحه ثابت است و فرکانس تشدید ارتعاشات مکانیکی خود را دارد. هنگامی که ولتاژ به الکترودها اعمال می شود، فشرده سازی، برش یا خمش به دلیل اثر پیزوالکتریک (بسته به نحوه برش کوارتز) رخ می دهد. کریستال نوسانی در چنین مواردی مانند یک سلف عمل می کند. اگر فرکانس ولتاژی که تامین می‌شود برابر یا بسیار نزدیک به مقادیر آن باشد، حداقل انرژی مورد نیاز است، با تفاوت‌های قابل توجه، برای حفظ عملکرد. اکنون می‌توانیم به سراغ مشکل اصلی برویم، به همین دلیل است که در واقع این مقاله در مورد تشدیدگر کوارتز در حال نگارش است. چگونه بررسیعملکرد آن؟ 3 روش انتخاب شد که مورد بحث قرار خواهد گرفت.

روش شماره 1

همچنین بخوانید

در اینجا ترانزیستور KT368 نقش یک ژنراتور را بازی می کند. فرکانس آن توسط یک تشدید کننده کوارتز تعیین می شود. هنگامی که برق تامین می شود، ژنراتور شروع به کار می کند. تکانه هایی ایجاد می کند که برابر فرکانس تشدید اصلی آن است. دنباله آنها از یک خازن می گذرد که به عنوان C3 (100r) تعیین شده است. مولفه DC را فیلتر می کند و سپس خود پالس را به یک فرکانس سنج آنالوگ منتقل می کند که بر روی 2 دیود D9B و عناصر غیرفعال زیر ساخته شده است: خازن C4 (1n)، مقاومت R3 (100k) و یک میکرو آمپرمتر. تمام عناصر دیگر برای اطمینان از پایداری مدار و به گونه ای که هیچ چیز نسوزد. بسته به فرکانس تنظیم شده، ولتاژ خازن C4 ممکن است تغییر کند. این یک روش نسبتاً شاخص است و مزیت آن سهولت است. و بر این اساس، هر چه ولتاژ بالاتر باشد، فرکانس تشدید کننده بالاتر است. اما محدودیت های خاصی وجود دارد: شما باید آن را در این مدار فقط در مواردی امتحان کنید که در محدوده تقریبی 3 تا 10 مگاهرتز باشد. معاینه تشدید کننده های کوارتز، آنچه فراتر از این مقادیر است معمولاً تحت الکترونیک رادیویی آماتور قرار نمی گیرد، اما توجه بیشتری به نقشه ای داده می شود که طیف آن 1-10 مگاهرتز است.

نحوه بررسی رزوناتور کوارتز

طرح معمول برای چک هاتشدید کننده های کوارتز، و اگر به مدار اضافه کنید مولتی متربا قابلیت اندازه گیری ...

بررسی رزوناتورهای کوارتز

طرح معمول برای چک هاعملکرد تشدید کننده های کوارتز، و همچنین امکان چک هافرکانس های ...

روش شماره 2

برای افزایش دقت، می توانید فرکانس متر یا اسیلوسکوپ را به خروجی ژنراتور متصل کنید. سپس محاسبه شاخص مورد نظر با استفاده از ارقام Lissajous امکان پذیر خواهد بود. اما به خاطر داشته باشید که در چنین مواردی کوارتز هم در هارمونیک ها و هم در فرکانس بنیادی برانگیخته می شود که به نوبه خود می تواند انحراف قابل توجهی ایجاد کند. به نمودارهای زیر (این یکی و قبلی) نگاه کنید. ببینید، روش های مختلفی برای یافتن فرکانس وجود دارد و در اینجا باید آزمایش کنید. نکته اصلی رعایت نکات ایمنی است.

چک کردن دو در یک زمان تشدید کننده های کوارتز

همچنین بخوانید

این مدار به شما اجازه می دهد تا تعیین کنید که آیا دو مقاومت کوارتز که در محدوده 1 تا 10 مگاهرتز کار می کنند یا خیر. همچنین، به لطف آن، می توانید سیگنال های شوکی را که بین فرکانس ها رخ می دهد، پیدا کنید. بنابراین، شما نه تنها می توانید عملکرد را پیدا کنید، بلکه مقاومت های کوارتزی را نیز انتخاب کنید که از نظر عملکرد برای یکدیگر مناسب تر هستند. مدار با 2 اسیلاتور اصلی پیاده سازی شده است. اولین آنها با یک تشدید کننده کوارتز ZQ1 کار می کند و بر روی یک ترانزیستور KT315B اجرا می شود. به طوری که بررسیعملکرد، ولتاژ خروجی باید بیشتر از 1.2 ولت باشد و دکمه SB1 را فشار دهید. نشانگر نشان داده شده مربوط به سیگنال بالاترین سطح و یک واحد منطقی است. بسته به رزوناتور کوارتز، مقدار مورد نیاز برای آزمایش را می توان افزایش داد (ولتاژ را می توان در هر آزمایش 0.1A-0.2V به مقدار توصیه شده در دستورالعمل های رسمی برای استفاده از مکانیسم افزایش داد). در این حالت خروجی DD1.2 1 و DD1.3 0 خواهد بود. همچنین نشان دهنده عملکرد نوسانگر کوارتز، LED HL1 می درخشد. مکانیسم دوم به طور مشابه کار می کند و توسط HL2 گزارش خواهد شد. اگر فوراً آنها را راه اندازی کنید، LED HL4 همچنان می درخشد.

هنگامی که فرکانس های دو ژنراتور با هم مقایسه می شوند، سیگنال های خروجی آنها از DD1.2 و DD1.5 به DD2.1 DD2.2 ارسال می شود. در خروجی اینورتر دوم، مدار یک سیگنال مدوله شده با عرض پالس دریافت می کند تا بعداً ویژگی ها را مقایسه کند. با استفاده از LED HL4 که سوسو می زند، می توانید این را به صورت بصری ببینید. برای بهبود دقت، یک فرکانس متر یا اسیلوسکوپ اضافه کنید. اگر مشخصات واقعی بر اساس کیلوهرتز متفاوت است، برای تعیین کوارتز فرکانس بالاتر، دکمه SB2 را فشار دهید. سپس رزوناتور اول مقادیر خود را کاهش می دهد و آهنگ ضربان سیگنال نور کمتر خواهد بود. سپس می توان با اطمینان گفت که ZQ1 فرکانس بالاتری نسبت به ZQ2 دارد.

هنگام چک کردن همیشه:

1. حاشیه نویسی که تشدید کننده کوارتز دارد را بخوانید.
2. نکات ایمنی را رعایت کنید.

علل احتمالی شکست

روش های بسیار زیادی برای نمایش روش شما وجود دارد تشدید کننده کوارتزخراب. برای جلوگیری از هر گونه مشکل در آینده، ارزش دارد با برخی از محبوب ترین آنها آشنا شوید:

1. از ارتفاعات سقوط می کند. محبوب ترین دلیل به یاد داشته باشید: همیشه باید محل کار خود را مرتب نگه دارید و مراقب اعمال خود باشید.
2. وجود تنش مداوم. به طور کلی، تشدید کننده های کوارتز از آن نمی ترسند. اما پیشینه هایی وجود داشت. برای بررسی عملکرد آن، خازن 1000 mF را یکی یکی روشن کنید - این مرحله آن را به کار باز می گرداند یا از عواقب منفی جلوگیری می کند.
3. دامنه سیگنال بسیار بزرگ این مشکل با استفاده از روش های مختلف قابل حل است:

• فرکانس تولید را کمی به طرفین حرکت دهید تا با نشانگر اصلی رزونانس مکانیکی کوارتز متفاوت باشد. این گزینه دشوارتر است.
• تعداد ولت هایی که خود ژنراتور را تغذیه می کند را کاهش دهید. این یک گزینه راحت تر است.
• بررسی کنید که آیا بیرون است یا خیر تشدید کننده کوارتزواقعا از کار افتاده بنابراین، دلیل کاهش فعالیت ممکن است شار یا ذرات خارجی باشد (در این صورت باید کاملا تمیز شود). همچنین ممکن است این عایق به شدت مورد استفاده قرار گیرد و ویژگی های خود را از دست داده باشد. برای بررسی کنترل در این نقطه، می توانید یک "سه نقطه" را روی KT315 لحیم کنید و آن را با یک محور بررسی کنید (می توانید بلافاصله فعالیت را مقایسه کنید).