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

رزوناتورهای کوارتز، مانند سایر اجزای رادیویی، مطلوب است که قبل از استفاده از آنها در تمرین رادیویی آماتور، عملکرد را بررسی کنید. یکی از ساده ترین طرح ها 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.

طرح تشدید کننده کوارتز

تشدید کننده های کوارتز از ساده ترین اجزای رادیویی هستند، اما رادیو آماتورها عملا هیچ ابزاری برای آزمایش آنها قبل از استفاده ندارند. این گاهی اوقات منجر به سوء تفاهم می شود. از نظر ظاهری، تشدید کننده کوارتز ممکن است 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 حتی قبل از استفاده کمک می کند. طراحی سادهشرح داده شده در .

تشدید کننده کوارتز آزمایش شده 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 SZ. می توانید کوارتزهای دیگر را بررسی کنید.

در صورتی که تشدید کننده کوارتز عملیاتی شود. در امیتر ترانزیستور T1 یک ولتاژ متناوب با فرکانس بالا 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.

نوسان ساز کوارتز یک مولد فرکانس است و دارای. اساساً دو نوع نوسانگر کریستالی وجود دارد:

آنهایی که می توانند سیگنال سینوسی تولید کنند

و آنهایی که موج مربعی تولید می کنند

رایج ترین سیگنال موج مربعی مورد استفاده در الکترونیک

طرح پیرس

برای برانگیختن کوارتز در فرکانس رزونانس، باید مداری را جمع کنیم. بیشترین مدار سادهبرای تحریک کوارتز - این یک کلاسیک است ژنراتور پیرس، که فقط از یکی تشکیل شده است ترانزیستور اثر میدانیو یک تسمه 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 واکنش مانتو واکسینه شده اید تا مشخص شود که آیا لوله دارید یا نه. بعد از مدتی پرستاران آمدند و واکنش پوست شما را به این واکسن با خط کش اندازه گرفتند.

زمانی که این واکسن تزریق شد، خاراندن محل تزریق غیرممکن بود. اما من که در آن زمان هنوز گرین هورن بودم، روی طبل بودم. به محض اینکه شروع به خاراندن بی سر و صدا محل تزریق کردم، می خواستم حتی بیشتر خراش کنم)) و اکنون سرعت دستی که واکسن را خراش می دهد در اوج یخ می زند، زیرا می توانستم با دستم با حداکثر فرکانس نوسان کنم. 15 هرتز. واکسیناسیون کف دستم متورم شد)) و حتی یک بار به ظن ابتلا به سل مرا برای اهدای خون بردند، اما همانطور که معلوم شد، من را پیدا نکردند. جای تعجب نیست ;-).

پس من اینجا جوک های زندگی را به شما چه می گویم؟ واقعیت این است که این واکسیناسیون گال مثبت ترین بازخورد است. یعنی در حالی که به آن دست نزدم، نمی خواستم آن را خراش دهم. اما به محض اینکه نرم خاراندم بیشتر شروع به خاراندن کرد و بیشتر شروع به خاراندن کردم و خارش بیشتر شد و غیره. اگر هیچ محدودیت فیزیکی روی دست من وجود نداشت، مطمئناً محل واکسیناسیون قبلاً به گوشت ساییده شده بود. اما من فقط می توانستم دستم را با حداکثر فرکانس مشخص تکان دهم. بنابراین، نوسانگر کوارتز همان اصل را دارد ;-). من کمی تکانه دادم و شروع به شتاب گرفتن می کند و در حال حاضر فقط در فرکانس تشدید موازی متوقف می شود ;-). بیایید فقط بگوییم "محدودیت فیزیکی".

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

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

نام صحیح آن است.

پینوت از چپ به راست: تخلیه - منبع - دروازه

یک انحراف غزلی کوچک.

بنابراین، ما یک نوسان ساز کوارتز را مونتاژ کردیم، ولتاژ اعمال کردیم، فقط برای حذف سیگنال از خروجی ژنراتور خودمان باقی می ماند. اسیلوسکوپ دیجیتالی کار می کند

اول از همه، من کوارتز را به بالاترین فرکانسی که دارم رساندم: 32768 مگاهرتز. آن را با کوارتز ساعت (درباره او) اشتباه نگیرید به آن پرداخته خواهد شدزیر).

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:

خوانش هایم نوسان داشت. اسکرین شات کاری که انجام دادم:

فرکانس نیز کم و بیش به درستی نشان داده شده است.

خوب، به طور مشابه، ما تمام کوارتزهای دیگری را که دارم 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.

خب، بیایید یکی دیگر از شوروی را با سرعت 1 مگاهرتز بگیریم. این شکلی است که به نظر می رسد:

بالای آن می گوید 1000 کیلوهرتز = 1 مگا هرتز ;-)

بیایید به شکل موج نگاه کنیم:

کارگر!

با میل شدید، حتی می توانید فرکانس را با یک ژنراتور فرکانس چینی اندازه گیری کنید:

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

ساعت کوارتز

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

"ساعت کوارتز چیست؟" - تو پرسیدی. کوارتز ساعت یک کوارتز با فرکانس 32768 هرتز است. چرا فرکانس عجیبی دارد؟ نکته این است که 32 768 2 15 است. چنین کوارتز در پشت سر هم با یک تراشه شمارنده 15 بیتی کار می کند. این تراشه K176IE5 ما است.

اصل کار این ریز مدار به شرح زیر است:پس از شمردن 32768 نبض، روی یکی از پاهای خود نبض می دهد. این ضربه روی یک پا با تشدید کننده کوارتز در 32768 هرتز ظاهر می شود. دقیقا یک بار در ثانیه. و همانطور که به یاد دارید، یک 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 در چند ساعت از آن استفاده نکنید؟ از این رو نام -.

در حال حاضر، در ساعت‌های مچی و سایر گجت‌های موبایل، این شمارنده و تشدید کننده کوارتز در یک ریزمدار تعبیه شده‌اند و نه تنها شمارش ثانیه‌ها، بلکه تعدادی عملکرد دیگر مانند ساعت زنگ دار، تقویم و غیره را نیز ارائه می‌دهند. چنین ریز مدارهایی نامیده می شوند RTC (آر eaal تیزمان سیقفل) یا از ساعت واقعی بورژوازی ترجمه شده است.

مدار پیرس برای موج مربعی

بنابراین، 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:

نام برخی از عناصر رادیویی را می توان در محدوده نسبتاً وسیعی تغییر داد. به عنوان مثال، خازن های C1 و C2 می توانند از 10pF تا 100pF متغیر باشند. در اینجا قانون این است: هرچه فرکانس کوارتز کمتر باشد، ظرفیت خازن باید کمتر باشد. برای کوارتز ساعت، خازن ها را می توان با مقدار اسمی 15-18 pF عرضه کرد. اگر کوارتز با فرکانس 1 تا 10 مگاهرتز باشد، می توانید 22-56 pF را قرار دهید. اگر نمی خواهید زحمت بکشید، فقط خازن های 22 pF را قرار دهید. شما درست حدس نمی زنید

همچنین یک نکته کوچک قابل توجه: با تغییر مقدار خازن C1 می توانید فرکانس رزونانس را در محدوده های بسیار نازک تنظیم کنید.

مقاومت R1 را می توان از 1 به 20 MΩ 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. او خیلی سریع نیست. از شش اینورتر تشکیل شده است، اما ما فقط از یک اینورتر استفاده خواهیم کرد:

این هم پینوشت او:

با اتصال کوارتز ساعت به این مدار، اسیلوسکوپ شکل موج زیر را تولید کرد:

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

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

او بهترین است! فقط عناصر گم شده مدار قبلاً در خود MK هستند ;-)

مزایای اسیلاتورهای کریستالی

از مزایای مولدهای فرکانس کوارتز پایداری فرکانس بالا است. اساساً 10 -5 - 10 -6 اسمی یا همانطور که اغلب می گویند ppm (از انگلیسی. 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 به دلیل تغییرات دمای محیط و همچنین پیری کوارتز است. با پیر شدن کوارتز، فرکانس نوسانگر کوارتز هر سال کمی کمتر می شود و حدود 1.8x10 -7 از مقدار اسمی است. اگر مثلا یک کوارتز با فرکانس 10 مگاهرتز (10.000.000 هرتز) بگیرم و در مدار قرار دهم، پس از یک سال فرکانس آن حدود 2 هرتز کاهش می یابد ;-) به نظر من کاملا قابل تحمل است.

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

یا بیشتر

چنین ماژول های نوسان ساز کریستالی معمولاً 4 خروجی دارند. در اینجا پینوت نوسانگر کریستال مربعی است:

بیایید یکی از آنها را بررسی کنیم. میگه 1 مگاهرتز

این هم نمای پشتی او:

این هم پینوشت او:

با اعمال یک ولتاژ ثابت از 3.3 تا 5 ولت به علاوه 8 و منهای 4، از خروجی 5، یک پیچ و خم تمیز، یکنواخت و زیبا با فرکانس نوشته شده بر روی یک نوسانگر کوارتز، یعنی 1 مگاهرتز، با انتشار بسیار کمی دریافت کردم. .

خوب، آن را نگاه کنید!

بله، و فرکانس سنج ژنراتور چینی فرکانس دقیق را نشان داد:

از این نتیجه می گیریم: بهتر است یک نوسان ساز کوارتز آماده بخرید تا اینکه زمان و اعصاب زیادی را برای راه اندازی مدار پیرس بکشید. مدار Pierce برای آزمایش تشدید کننده ها و برای پروژه های مختلف DIY 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، هنگامی که یک جریان متناوب اعمال می شود، به این صورت عمل می کند (فرکانس برای صفحات مختلف متفاوت است). فرکانس کاری این قطعه بر اساس ضخامت آن تعیین می شود. وابستگی در اینجا معکوس است. نازک ترین صفحات دارای بالاترین فرکانس (حداکثر 50 مگاهرتز) هستند.

در موارد نادر، می توانید به فرکانس 200 مگاهرتز دست پیدا کنید. این فقط زمانی معتبر است که با یک فرکانس (فرکانس غیر اساسی که بالاتر از فاندامنتال است) کار کند. فیلترهای ویژه قادرند فرکانس اصلی صفحه کوارتز را سرکوب کرده و مضرب تون آن را برجسته کنند.

فقط هارمونیک های عجیب و غریب (نام دیگری برای تون ها) برای کار مناسب هستند. علاوه بر این، هنگام استفاده از آنها، خوانش فرکانس در دامنه های پایین تر افزایش می یابد. معمولاً کاهش 9 برابری در ارتفاع موج به حداکثر می رسد. 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، با وجود فرکانس تشدید خاص خود، که به اندازه آن بستگی دارد، مشخص می شود. صفحات با ضخامت کم فرکانس تشدید بالاتری دارند. در نتیجه: فقط لازم است صفحه ای با پارامترهایی به گونه ای انتخاب شود که فرکانس ارتعاشات مکانیکیبا فرکانس ولتاژ متناوب اعمال شده به صفحه مطابقت دارد. صفحه کوارتز، فقط 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 کارآمدتر است. فاکتور کیفیت او 10 5 - 10 7 است. تشدید کننده های کوارتز به دلیل پایداری حرارتی، دوام و قابلیت ساخت، عمر کلی خازن را افزایش می دهند. سهولت استفاده با اندازه کوچک قطعات اضافه شده است. اما مهمترین مزیت، قابلیت ارائه فرکانس پایدار است.

از جمله موارد منفی فقط باریک بودن دامنه هماهنگی 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 مردم فقط با راه رفتن به جلو و عقب انرژی تولید می کنند.

اصل عملیات

عملکرد تشدید کننده کوارتز توسط اثر پیزوالکتریک ارائه می شود. این پدیده به وجود می آید شارژ الکتریکیدر صورتی که تغییر شکل مکانیکی برخی از انواع کریستال ها اتفاق بیفتد (کوارتز و تورمالین طبیعی هستند). نیروی بار در این حالت مستقیماً به نیروی تغییر شکل بستگی دارد. این اثر پیزوالکتریک مستقیم نامیده می شود. ماهیت اثر پیزوالکتریک معکوس این است که اگر میدان الکتریکی به کریستال اعمال شود، تغییر شکل می‌دهد.

بررسی سلامت

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 هم در فرکانس های فراتونیک و هم در فرکانس های بنیادی تحریک شود. این می تواند عدم دقت اندازه گیری را ایجاد کند. این روش در محدوده 1 تا 10 مگاهرتز قابل استفاده است.
2. فرکانس ژنراتور به تشدید کننده کوارتز بستگی دارد. هنگامی که انرژی اعمال 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 ثابت را فیلتر می کند و تنها تون ها باقی می ماند و خود پالس ها به یک فرکانس سنج آنالوگ منتقل می شوند. می توان آن را به راحتی از دو دیود، یک خازن، یک مقاومت و یک میکرو آمپرمتر ساخت. بسته به قرائت فرکانس، ولتاژ دو طرف 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، بررسی قابل اعتماد تشدید کننده های کوارتز تنها زمانی قابل انجام است که آنها جایگزین شوند. بله، و مشکوک شدن به خرابی رزوناتور در مکانیسم فقط در شدیدترین حالت است. اگرچه وسایل الکترونیکی قابل حمل در معرض افت مکرر قرار دارند، این امر صدق نمی کند.

نوسانات یکی از مهمترین نقش ها در دنیای مدرن. 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. اتفاقاً هر تکنیکی به طور دوره ای شکست می خورد و آنها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. چگونه مطمئن شویم 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 یک مدار نوسانی بر اساس اندوکتانس و ظرفیت است. اما بین آنها به نفع اولی تفاوت وجود دارد. همانطور که می دانید برای مشخص کردن مدار نوسانی از مفهوم ضریب کیفیت 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 کارایی بیشتری دارد که بر عمر بیشتر قطعاتی مانند خازن تأثیر می گذارد. تعیین تشدید کننده های کوارتز در نمودار به شکل یک مستطیل عمودی انجام می شود که توسط صفحات در هر دو طرف "گیره" می شود. از نظر ظاهری، در نقشه ها، آنها شبیه ترکیبی از یک خازن و یک مقاومت هستند.

تشدید کننده کوارتز چگونه کار می کند؟

یک صفحه، حلقه یا نوار 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، به دلیل اثر پیزوالکتریک، فشرده سازی، برش یا خمش رخ می دهد (بسته به نحوه برش کوارتز). کریستال نوسانی در چنین مواردی مانند یک سلف عمل می کند. اگر فرکانس ولتاژی که تامین می شود برابر یا بسیار نزدیک به مقادیر خودش باشد، انرژی کمتری با تفاوت های قابل توجه برای حفظ عملکرد مورد نیاز است. اکنون می‌توانیم به برجسته کردن مشکل اصلی برویم، که در واقع به همین دلیل است که 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 ایفا 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 خازن عبور می کند که به عنوان C3 (100r) تعیین شده است. این جزء DC را فیلتر می کند و سپس خود پالس به یک فرکانس سنج آنالوگ منتقل می شود که بر روی دو دیود D9B و عناصر غیرفعال ساخته شده است: خازن C4 (1n)، مقاومت R3 (100k) و یک میکرو آمپرمتر. تمام عناصر دیگر برای پایداری مدار و به گونه ای که هیچ چیز نسوزد. بسته به فرکانس تنظیم شده، ولتاژی که روی خازن C4 است می تواند 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 صورتی امتحان کنید که در محدوده تقریبی سه تا ده مگاهرتز باشد. بررسی رزوناتورهای کوارتز که فراتر از این مقادیر است، معمولاً تحت الکترونیک رادیویی آماتور قرار نمی گیرد، اما یک نقشه در زیر در نظر گرفته می شود که دارای محدوده 1-10 مگاهرتز است.

روش شماره 2

برای افزایش دقت، می توانید یک فرکانس متر یا یک 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 داده شده (این و نمودار 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 اجازه می دهد تا تعیین کنید که 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 باید دکمه SB1 را فشار دهید. نشانگر مشخص شده مربوط به یک سیگنال سطح بالا و یک واحد منطقی است. بسته به تشدید کننده کوارتز، مقدار مورد نیاز برای آزمایش را می توان افزایش داد (امکان افزایش ولتاژ برای هر آزمایش 0.1A-0.2V به مقدار توصیه شده در دستورالعمل های رسمیدر مورد استفاده از مکانیسم). در این حالت خروجی DD1.2 دارای 1 و DD1.3 - 0 خواهد بود. همچنین با گزارش عملکرد نوسانگر کریستالی، LED HL1 روشن می شود. مکانیسم دوم به طور مشابه عمل می کند و توسط HL2 گزارش خواهد شد. اگر همزمان راه اندازی شوند، LED HL4 همچنان روشن خواهد بود.

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 ببینید. برای بهبود دقت، یک شمارنده فرکانس یا اسیلوسکوپ اضافه کنید. اگر نشانگرهای واقعی با کیلوهرتز متفاوت باشند، برای تعیین کوارتز با فرکانس بالاتر، دکمه SB2 را فشار دهید. سپس اولین تشدید کننده مقادیر خود را کاهش می دهد و صدای ضربان سیگنال های 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 تشدید کننده کوارتز را بخوانید.
2. به اقدامات احتیاطی ایمنی پایبند باشید.

علل احتمالی شکست

راه های زیادی برای غیرفعال کردن تشدید کننده کوارتز وجود دارد. برخی از محبوب ترین ها ارزش بررسی را دارند تا از بروز هر گونه مشکلی در آینده جلوگیری شود:

1. از بلندی سقوط می کند. محبوب ترین دلیل به یاد داشته باشید: همیشه لازم است که محل کار را در نظم کامل نگه دارید و بر اعمال خود نظارت داشته باشید.
2. وجود یک ولتاژ ثابت. به طور کلی، تشدید کننده های کوارتز از آن نمی ترسند. اما پیشینه هایی وجود داشت. برای بررسی عملکرد، یک خازن 1000 mF را به صورت سری روشن کنید - این مرحله آن را به کار باز می گرداند یا از عواقب منفی جلوگیری می کند.
3. دامنه سیگنال خیلی زیاد است. شما می توانید این مشکل را به روش های مختلف حل کنید:

• فرکانس تولید را کمی به سمتی ببرید تا با شاخص اصلی تشدید 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 تشدید کننده کوارتز واقعاً از کار افتاده است یا خیر. بنابراین، دلیل افت 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 کنترل این مورد، می توانید یک "سه نقطه" را روی KT315 لحیم کنید و با یک محور بررسی کنید (در عین حال، فعالیت ها را می توان مقایسه کرد).

نتیجه

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

تشدید کننده کوارتز چگونه بررسی کنیم؟ بررسی رزوناتورهای کوارتز

نوسانات یکی از مهمترین نقش ها در دنیای مدرن است. 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 تکنیکی هر از گاهی شکست می خورد و آنها در اینجا مستثنی نیستند. چگونه مطمئن شویم 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 یک مدار نوسانی بر اساس اندوکتانس و ظرفیت است. اما بین آنها به نفع اولی تفاوت وجود دارد. همانطور که مشخص است برای ویژگی مدار نوسانی از مفهوم ضریب کیفیت 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 کارایی بیشتری دارد که بر عمر بیشتر قطعاتی مانند خازن تأثیر می گذارد. تعیین تشدید کننده های کوارتز در نمودار به شکل یک مستطیل عمودی انجام می شود که توسط صفحات در هر دو طرف "گیره" می شود. از نظر ظاهری، در نقشه ها، آنها شبیه ترکیبی از یک خازن و یک مقاومت هستند.

تشدید کننده کوارتز چگونه کار می کند؟

یک صفحه، حلقه یا نوار 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، به دلیل اثر پیزوالکتریک، فشرده سازی، برش یا خمش رخ می دهد (بسته به نحوه برش کوارتز). کریستال نوسانی در چنین مواردی مانند یک سلف عمل می کند. اگر فرکانس ولتاژی که تامین می شود برابر یا بسیار نزدیک به مقادیر آن باشد، کمترین مقدار انرژی با تفاوت های قابل توجه برای حفظ عملکرد مورد نیاز است. اکنون می توانید به نور مانع اصلی بدوید، به همین دلیل، در واقع، این مقاله در مورد تشدید کننده کوارتز نوشته شده 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 خازن عبور می کند که به عنوان C3 (100r) تعیین شده است. این جزء DC را فیلتر می کند و سپس خود پالس به یک فرکانس سنج آنالوگ منتقل می شود که بر روی 2 دیود D9B و عناصر غیرفعال ساخته شده است: خازن C4 (1n)، مقاومت R3 (100k) و یک میکرو آمپرمتر. تمام عناصر دیگر برای پایداری مدار و به گونه ای که هیچ چیز نسوزد. بسته به فرکانس تنظیم شده، ولتاژی که روی خازن C4 است می تواند 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 صورتی امتحان کنید که در محدوده تقریبی از 3 تا 10 مگاهرتز باشد. معاینه تشدید کننده های کوارتز، که فراتر از این مقادیر است، معمولاً تحت الکترونیک رادیویی آماتور قرار نمی گیرد، اما نقاشی با طیف 1-10 مگاهرتز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد.

نحوه آزمایش تشدید کننده کوارتز

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

بررسی رزوناتورهای کوارتز

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

روش شماره 2

برای افزایش دقت، می توانید یک فرکانس متر یا یک 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 بالا (این و نمودار 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 امکان می دهد بفهمید 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 شوک را که بین فرکانس ها حرکت می کنند، پیدا کنید. بنابراین، شما نه تنها می توانید عملکرد را پیدا کنید، بلکه مقاومت های کوارتز را نیز انتخاب کنید که از نظر عملکرد 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 باید 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 بررسی را می توان افزایش داد (می توانید ولتاژ را برای هر چک 0.1A-0.2V به ولتاژ توصیه شده در حاشیه نویسی رسمی در مورد استفاده از مکانیسم افزایش دهید). با تمام این موارد خروجی DD1.2 دارای 1 و DD1.3 - 0 خواهد بود. همچنین با گزارش عملکرد نوسانگر کوارتز، LED HL1 روشن می شود. مکانیسم دوم به طور مشابه کار می کند و به HL2 گزارش می شود. اگر فوراً آنها را شروع کنید، LED HL4 همچنان روشن خواهد بود.

هنگامی که فرکانس های 2 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 کمک سوسو زدن LED HL4 می توانید این را به صورت بصری مشاهده کنید. برای بهبود دقت، یک فرکانس متر یا یک اسیلوسکوپ اضافه کنید. اگر مشخصات واقعی برحسب کیلوهرتز متفاوت است، برای تعیین کوارتز فرکانس بیشتر، دکمه SB2 را فشار دهید. سپس رزوناتور اول مقادیر خود را کاهش می دهد و آهنگ ضربان سیگنال های نور کمتر خواهد بود. سپس با اطمینان می توان گفت که ZQ1 از ZQ2 فراوان تر است.

هنگام چک کردن همیشه:

1. حاشیه نویسی که تشدید کننده کوارتز دارد را بخوانید.
2. به اقدامات احتیاطی ایمنی پایبند باشید.

علل احتمالی شکست

راه های زیادی برای به دست آوردن خود 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 بلندی سقوط می کند. محبوب ترین دلیل به یاد داشته باشید: همیشه باید محل کار را مرتب نگه دارید و مراقب اعمال خود باشید.
2. وجود ولتاژ ثابت به طور کلی، تشدید کننده های کوارتز از آن نمی ترسند. اما پیشینه هایی وجود داشت. برای بررسی عملکرد، خازن 1000 mF را به نوبه خود روشن کنید - این مرحله آن را به کار باز می گرداند یا از عواقب منفی جلوگیری می کند.
3. دامنه سیگنال بسیار بالا این مشکل به روش های مختلفی قابل حل است:

• فرکانس تولید را کمی به سمتی ببرید تا با شاخص اصلی تشدید 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 تشدید کننده کوارتزواقعا از کار افتاده بنابراین، یک پیش نیاز برای کاهش فعالیت ممکن است یک شار یا ذرات خارجی باشد (در این مورد، باید کاملا تمیز شود). همچنین ممکن است این عایق به شدت مورد استفاده قرار گرفته باشد 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 با یک محور بررسی کنید (می توانید بلافاصله فعالیت را مقایسه کنید).