үй › Навигаторлар › Кварц жиілігін қалай өлшеуге болады. Кварц резонаторы - құрылымы, жұмыс принципі, тексеру жолы. Бірден екі кварц резонаторын тексеру

Кварц жиілігін қалай өлшеуге болады. Кварц резонаторы - құрылымы, жұмыс принципі, тексеру жолы. Бірден екі кварц резонаторын тексеру

Радиоәуесқойлық тәжірибеде қолданар алдында кварцты резонаторларды, басқа радиоқұрамдастардың көпшілігі сияқты, олардың функционалдығын тексерген жөн. Мұндай зондтың ең қарапайым схемаларының бірі чех әуесқойлық радио журналында жарияланған. Зонд схемасын қайталау өте қарапайым, сондықтан ол радиоәуесқойлардың кең ауқымын қызықтырады.

Кварц резонаторының тізбегі

Кварц резонаторлары қарапайым радиоқұрамдас бөліктердің бірі болып табылады, бірақ радиоәуесқойларда оларды қолданар алдында сынау үшін іс жүзінде ешқандай жабдық жоқ. Бұл кейде түсініспеушіліктерге әкеледі. Сырттай кварц резонаторында ешқандай зақым болмауы мүмкін, бірақ ол тізбекте жұмыс істемейді. Мұның көптеген себептері болуы мүмкін. Атап айтқанда, оның бірі – абайсыз ұстау салдарынан резонатордың құлауы. Бұл кварц резонаторларын қолданар алдында олардың бастапқы тексеруін жүргізуге көмектеседі. қарапайым дизайн, сипатталған.

Тексерілетін кварц резонаторы K2 контактілеріне қосылған (1-сурет). Т1 транзисторында кең ауқымды генератор жасалған. Ол жұмыс жиілігі 1...50 МГц диапазонында болатын кварцты сынауға арналған. Схеманың кейбір радиоқұрамдас бөліктерінің параметрлерін сәл өзгертіп, атап айтқанда. C2 және NW. Сіз басқа кварцты да тексере аласыз.

Кварц резонаторы жұмыс істеп тұрған жағдайда. Т1 транзисторының эмитентінде жоғары жиілікті айнымалы кернеу бар. Ол D1, D2 диодтарымен түзетіледі, C5 конденсаторымен тегістеледі және T2 кілттік транзисторының негізіне беріледі, оның құлпын ашады. Бұл ретте LD1 жарық диоды жанады.

Генератор дегеніміз не? Генератор - бұл энергияның бір түрін екіншісіне түрлендіретін құрылғы. Электроникада «электр энергиясының генераторы, жиілік генераторы» және т.б. деген тіркестерді жиі естисіз.

Кристалды осциллятор жиілік генераторы болып табылады және оның құрамына кіреді. Негізінен, кристалдық осцилляторлар екі түрде болады:

синустық толқын сигналын шығара алатындар

және шаршы толқын сигналын шығаратындар

Электроникада ең жиі қолданылатын сигнал – шаршы толқын.

Пирс схемасы

Резонанстық жиілікте кварцты қоздыру үшін тізбекті құрастыру керек. Ең қарапайым тізбекқызықты кварц үшін - бұл классика Пирс генераторы, ол тек біреуден тұрады өрістік эффект транзисторыжәне төрт радиоэлементтен тұратын шағын белдік:

Схема қалай жұмыс істейтіні туралы бірнеше сөз. Диаграмманың оң жағы бар кері байланысжәне онда өзіндік тербеліс пайда бола бастайды. Бірақ оң кері байланыс дегеніміз не?

Мектепте бәріңізде түтік бар-жоғын анықтау үшін Mantoux сынағы үшін егілді. Біраз уақыттан кейін медбикелер келіп, сіздің осы вакцинацияға теріңіздің реакциясын өлшеу үшін сызғышты қолданды.

Бұл вакцинация жасалған кезде инъекция орнын тырнауға тыйым салынды. Бірақ мен, ол кезде әлі де жаңа жігіт болғандықтан, оған мән бермедім. Мен инъекция орнын тыныш тырнай бастағанда, мен одан да көп тырнап алғым келді)) Осылайша, вакцинаны тырнап жатқан қолдың жылдамдығы ең жоғары деңгейде қатып қалды, өйткені мен қолымды максималды 15 Герц жиілікте тербеліске айналдыра аламын. Вакцинациядан кейін қолдарым еденге дейін ісіп кетті)) Тіпті бір рет туберкулезге күдікпен қан тапсыруға апарды, бірақ таппады. Бұл таңқаларлық емес ;-).

Ендеше мен саған мұндағы өмірден не үшін әзіл айтып отырмын? Бұл қышымаға қарсы вакцинация - бұл ең оң пікірлер. Яғни, мен оған қол тигізбедім, мен оны тырнағым келмеді. Бірақ мен оны ақырын тырнап жібергенімде, ол одан сайын қыши бастады, мен одан сайын тырнап бастадым, ол одан да қатты қыши бастады және т.б. Егер менің қолымда физикалық шектеулер болмаса, онда вакцинация алаңы әбден тозған болар еді. Бірақ мен қолымды белгілі бір максималды жиілікте ғана бұлғадым. Сонымен, бірдей принцип кварц осцилляторына да қолданылады ;-). Кішкене серпін беріңіз, және ол жеделдей бастайды және тек параллель резонанс жиілігінде тоқтайды ;-). Оны «физикалық шектеу» деп атаймыз.

Ең алдымен, индукторды таңдау керек. Мен тороидальды өзекті алдым және MGTF сымынан бірнеше бұрылыс жасадым

Бүкіл процесс диаграммадағыдай номиналды мәнге қол жеткізе отырып, LC өлшегіштің көмегімен басқарылды - 2,5 мГ. Егер бұл жеткіліксіз болса, ол көбірек бұрылыстарды қосты, егер ол асып кетсе, оны азайтты. Нәтижесінде мен келесі индуктивтілікке қол жеткіздім:

Оның дұрыс атауы: .

Солдан оңға қарай түйреуіш: Ағызу – Көз – Қақпа

Шағын лирикалық шегініс.

Сонымен, біз кварцтық осцилляторды жинадық, кернеуді қолдандық, тек біздің үй генераторының шығысынан сигналды алып тастау ғана қалады. Сандық осциллограф жұмысқа кіріседі

Ең алдымен, мен кварцты мендегі ең жоғары жиілікке шығардым: 32,768 Мегагерц. Оны сағат кварцымен шатастырмаңыз (ол туралы сөйлесемізтөменде).

Төменгі сол жақ бұрышта осциллограф бізге жиілікті көрсетеді:

Көріп отырғаныңыздай 32,77 мегагерц. Ең бастысы, кварцымыз тірі және схема жұмыс істейді!

Жиілігі 27 мегагерц болатын кварцты алайық:

Менің оқуларым секіріп кетті. Мен басқарғанымды скриншот жасадым:

Жиілік те азды-көпті дұрыс көрсетілді.

Менде бар барлық басқа кварцтарды дәл осылай тексереміз.

Міне, 16 мегагерцтегі кварцтың осциллограммасы:

Осциллограф дәл 16 мегагерц жиілігін көрсетті.

Мұнда мен кварцты 6 мегагерцке қойдым:

Дәл 6 мегагерц

4 мегагерцте:

Бәрі жақсы.

Ал, 1 мегагерцтегі тағы бір кеңесті алайық. Мынадай көрінеді:

Жоғарғы жағында 1000 Килогерц = 1 МегаГерц деп жазылған ;-)

Осциллограмманы қарастырайық:

Жұмысшы!

Егер сіз шынымен қаласаңыз, сіз жиілікті қытайлық генератор жиілік өлшегішімен де өлшей аласыз:

400 Герц қателігі ескі кеңестік кварц үшін өте көп емес. Бірақ, әрине, кәдімгі кәсіби жиілік өлшегішті қолданған дұрыс ;-)

Сағат кварц

Кварц сағатымен Пирс схемасы бойынша кварцтық осциллятор жұмыс істеуден бас тартты.

«Бұл қандай сағат кварцы?» - сен сұрадың. Сағат кварцы 32,768 Герц жиілігі бар кварц. Неліктен оның мұндай оғаш жиілігі бар? Мәселе мынада, 32 768 - 2 15. Бұл кварц 15-биттік есептегіш чиппен жұптастырылған. Бұл біздің K176IE5 микросхемасы.

Бұл микросұлбаның жұмыс принципі келесідей: бОл 32 768 импульсті санағаннан кейін аяқтың біріне импульс шығарады. Бұл импульс 32,768 Герц кварц кристалында пайда болады дәл секундына бір рет. Естеріңізде болса, секундына бір рет тербеліс 1 Герц. Яғни, бұл аяққа импульс 1 Гц жиілікпен шығарылады. Егер солай болса, неге оны сағаттарда қолданбасқа? Бұл атау осы жерден шыққан.

Қазіргі уақытта қол сағаттарында және басқа мобильді гаджеттерде бұл есептегіш пен кварц резонаторы бір чипке салынған және секундтарды санауды ғана емес, сонымен қатар оятқыш, күнтізбе және т.б. сияқты басқа да бірқатар функцияларды қамтамасыз етеді. Мұндай микросұлбалар деп аталады RTC (Р eal Тим C lock) немесе буржуазиялық нақты уақыт сағатынан аударылған.

Шаршы толқын үшін пирс тізбегі

Сонымен, Пирс схемасына оралайық. Алдыңғы Пирс тізбегі синусоидалы сигналды тудырады

Бірақ шаршы толқын үшін өзгертілген Пирс тізбегі де бар

Міне, ол:

Кейбір радиоэлементтердің мәндерін өте кең ауқымда өзгертуге болады. Мысалы, C1 және C2 конденсаторлары 10-нан 100 пФ-қа дейінгі диапазонда болуы мүмкін. Мұндағы ереже мынада: кварц жиілігі неғұрлым төмен болса, конденсатордың сыйымдылығы соғұрлым аз болуы керек. Сағат кристалдары үшін конденсаторлар 15-18 пФ номиналды мәнмен қамтамасыз етілуі мүмкін. Егер кварцтың жиілігі 1-ден 10 мегагерцке дейін болса, оны 22-56 пФ-қа орнатуға болады. Егер сіз алаңдағыңыз келмесе, сыйымдылығы 22 пФ болатын конденсаторларды орнатыңыз. Сіз шынымен қателесе алмайсыз.

Сондай-ақ назар аударатын шағын кеңес: C1 конденсаторының мәнін өзгерту арқылы резонанс жиілігін өте жақсы шектерде реттеуге болады.

R1 резисторын 1-ден 20 МОм-ге дейін, ал R2 нөлден 100 кОм-ға дейін өзгертуге болады. Мұнда да ереже бар: кварц жиілігі неғұрлым төмен болса, бұл резисторлардың мәні соғұрлым жоғары болады және керісінше.

Тізбекке енгізуге болатын максималды кристалдық жиілік CMOS инверторының жылдамдығына байланысты. Мен 74HC04 чипін алдым. Бұл өте жылдам әрекет етпейді. Алты инвертордан тұрады, бірақ біз тек бір инверторды қолданамыз:

Міне, оның түйреуіш:

Осы тізбекке сағаттық кварцты қосқаннан кейін осциллограф келесі осциллограмманы шығарды:

Айтпақшы, диаграмманың бұл бөлігі сізге бір нәрсені еске түсіре ме?

Схеманың бұл бөлігі AVR микроконтроллерлерін сағаттау үшін пайдаланылады емес пе?

Ол сол! Тек тізбектің жетіспейтін элементтері МК-ның өзінде бар;-)

Кристалды осцилляторлардың артықшылықтары

Кварц жиілік осцилляторларының артықшылығы олардың жоғары жиілікті тұрақтылығы болып табылады. Негізінен бұл номиналды мәннен 10 -5 - 10 -6 немесе олар жиі айтатындай, ppm (ағылшын тілінен. миллионға бөлік)- миллионға бөлік, яғни миллионнан бір немесе 10 -6 саны. Кварцтық осциллятордағы жиіліктің бір бағытта немесе басқа бағытта ауытқуы негізінен қоршаған орта температурасының өзгеруімен, сондай-ақ кварцтың қартаюымен байланысты. Кварц жасына қарай кварц осцилляторының жиілігі жыл сайын номиналды мәннен шамамен 1,8x10 -7 азаяды. Мысалы, мен 10 мегагерц (10 000 000 Герц) жиіліктегі кварцты алып, оны тізбекке қоссам, бір жылдан кейін оның жиілігі шамамен 2 Герцке төмендейді;-) Менің ойымша, бұл өте төзімді.

Қазіргі уақытта кварцтық осцилляторлар толық модульдер түрінде шығарылады. Мұндай генераторларды шығаратын кейбір компаниялар номиналды мәннен 10 -11 жиілікке дейін тұрақтылыққа қол жеткізеді! Қараңыз дайын модульдершамамен осылай:

немесе солай

Мұндай кристалдық осциллятор модульдері негізінен 4 шығысқа ие. Мұнда төртбұрышты кристалды осциллятордың түйреуіштері берілген:

Солардың бірін тексеріп көрейік. Ол 1 МГц дейді

Міне, оның артқы көрінісі:

Міне, оның түйреуіш:

Плюс 8 және минус 4 болатын 3,3-тен 5 Вольтке дейінгі тұрақты кернеуді қолдану арқылы 5-шығыстан мен кварц осцилляторында жазылған жиілігі бар таза, тегіс, әдемі шаршы толқынды алдым, яғни 1 Мегагерц өте аз шығарындылар.

Бұл көз ауыратын көрініс!

Ал қытайлық генератор-жиілік өлшегіш дәл жиілікті көрсетті:

Осы жерден біз қорытынды жасаймыз: Пирс тізбегін орнатуға көп уақыт пен нервтерді жұмсаудан гөрі дайын кварц осцилляторын сатып алған дұрыс. Пирс тізбегі резонаторларды сынау үшін және әртүрлі үй жобаларыңыз үшін қолайлы болады.

Резонатор - белгілі бір жағдайларда максималды амплитудасы бар тербелмелі қозғалыстарға қабілетті жүйе. Кварц резонаторы – кварц пластина, әдетте параллелепипед пішінді, айнымалы ток әсер еткенде осылай әрекет етеді (әртүрлі плиталар үшін жиілік әртүрлі). Бұл бөліктің жұмыс жиілігі оның қалыңдығымен анықталады. Мұндағы тәуелділік керісінше. Ең жұқа пластиналар ең жоғары жиілікке ие (50 МГц аспайды).

Сирек жағдайларда 200 МГц жиілікке қол жеткізуге болады. Бұл тонмен жұмыс істегенде ғана рұқсат етіледі (негізгіден жоғарырақ жиілік). Арнайы сүзгілер кварц пластинасының негізгі жиілігін басуға және оның бірнеше реттік жиілігін ерекшелеуге қабілетті.

Жұмыс істеу үшін тек тақ гармоникалар (овертондардың басқа атауы) жарамды. Сонымен қатар, оларды пайдалану кезінде жиілік көрсеткіштері төменгі амплитудаларда артады. Әдетте, максимум толқын биіктігінің тоғыз есе төмендеуі болып табылады. Әрі қарай, өзгерістерді анықтау қиынға соғады.

Кварц - диэлектрик. Металл электродтары жұбымен бірге ол конденсаторға айналады, бірақ оның сыйымдылығы аз және оны өлшеудің мағынасы жоқ. Диаграммада бұл бөлік конденсатор пластиналарының арасындағы кристалды тіктөртбұрыш түрінде көрсетілген. Кварц пластинасы, басқа серпімді денелер сияқты, өлшеміне байланысты өзінің резонанстық жиілігінің болуымен сипатталады. Жұқа пластиналардың резонанстық жиілігі жоғары. Нәтижесінде: жиілігі болатын осындай параметрлері бар тақтаны таңдау керек механикалық тербеліспластинаға қолданылатын айнымалы кернеудің жиілігімен сәйкес келеді. Кварц пластинасы, тек айнымалы токты пайдаланған кезде жарамды, өйткені DCбір ғана қысу немесе декомпрессияны тудыруы мүмкін.

Нәтижесінде, кварц өте қарапайым резонанстық жүйе (тербелмелі тізбектерге тән барлық қасиеттері бар) екені анық, бірақ бұл оның жұмысының сапасын мүлде төмендетпейді.

Кварц резонаторы одан да тиімді. Оның сапа коэффициенті 10 5 - 10 7. Кварц резонаторлары конденсатордың жалпы қызмет ету мерзімін олардың температуралық тұрақтылығына, беріктігіне және өндіруге қабілеттілігіне байланысты арттырады. Бөлшектердің шағын өлшемдері де оларды пайдалануды жеңілдетеді. Бірақ ең маңызды артықшылығы - тұрақты жиілікті қамтамасыз ету мүмкіндігі.

Жалғыз кемшіліктер бар жиілікті сыртқы элементтердің жиілігімен реттеудің тар диапазонын қамтиды.

Кез келген жағдайда, кварц резонаторлары өте танымал және сағаттарда, көптеген радиоэлектроникада және басқа құрылғыларда қолданылады. Кейбір елдерде кварц тақтайшалары тікелей тротуарларға орнатылып, адамдар алға-артқа жүру арқылы ғана энергия өндіреді.

Жұмыс принципі

Кварц резонаторының функциялары пьезоэлектрлік эффект арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл құбылыс оқиғаны тудырады электр зарядыкристалдардың белгілі бір түрлерінің механикалық деформациясы орын алған жағдайда (табиғиға кварц пен турмалин жатады). Зарядтың күші деформация күшіне тікелей тәуелді. Бұл тікелей пьезоэлектрлік эффект деп аталады. Кері пьезоэлектрлік эффектінің мәні мынада: егер кристалға электр өрісі әсер етсе, ол деформацияланады.

Функционалдылықты тексеру

Қозғалыстағы кварцтың күйін тексерудің бірнеше қарапайым әдістері бар. Міне, олардың бірнешеуі:

Резонатордың күйін дәл анықтау үшін генератордың шығысына осциллографты немесе жиілікті өлшегішті қосу керек. Қажетті деректерді Лиссажу фигуралары арқылы есептеуге болады. Алайда, мұндай жағдайларда кварцтың тербелмелі қозғалыстарын овертоникалық және негізгі жиіліктерде байқаусызда қоздыру мүмкін. Бұл дұрыс емес өлшемдерді тудыруы мүмкін. Бұл әдісті 1 ден 10 МГц диапазонында қолдануға болады.
Генератордың жұмыс жиілігі кварц резонаторына байланысты. Энергия берілген кезде генератор негізгі резонанс жиілігімен сәйкес келетін импульстарды шығарады. Бұл импульстердің сериясы конденсатор арқылы өтеді, ол тұрақты токтың құрамдас бөлігін сүзеді, тек тондарды қалдырады, ал импульстердің өзі аналогтық жиілік өлшегішке беріледі. Оны екі диодтан, конденсатордан, резистордан және микроамперметрден оңай жасауға болады. Жиілік көрсеткіштеріне байланысты конденсатордағы кернеу де өзгереді. Бұл әдіссонымен қатар дәлдігі бойынша ерекшеленбейді және оны тек 3-тен 10 МГц диапазонында пайдалануға болады.

Тұтастай алғанда, кварц резонаторларының сенімді сынағы оларды ауыстырған кезде ғана жүзеге асырылуы мүмкін. Сіз тек соңғы шара ретінде механизмдегі резонатордың бұзылуына күдіктенуіңіз керек. Бұл жиі құлап кететін портативті электроникаға қатысты болмаса да.

Тербеліс ең маңызды рөлдердің бірін атқарады қазіргі әлем. Сонымен, бізді қоршаған барлық нәрсе жай ғана толқындар деп есептейтін жіп теориясы деп аталатын теория бар. Бірақ бұл білімді пайдаланудың басқа нұсқалары бар және олардың бірі - кварц резонаторы. Кез келген жабдық мезгіл-мезгіл істен шығып, олар ерекшелік емес. Жағымсыз оқиғадан кейін оның бұрынғыдай жұмыс істейтініне қалай көз жеткізуге болады?

Кварц резонаторы туралы бірер сөз айтайық

Кварц резонаторы индуктивтілік пен сыйымдылыққа негізделген тербелмелі контурдың аналогы болып табылады. Бірақ олардың арасында біріншінің пайдасына айырмашылық бар. Белгілі болғандай, тербелмелі контурды сипаттау үшін сапа факторы түсінігі қолданылады. Кварц негізіндегі резонаторда ол өте жоғары мәндерге жетеді - 10 5 -10 7 аралығында. Сонымен қатар, температура өзгерген кезде ол бүкіл тізбек үшін тиімдірек болады, бұл конденсаторлар сияқты бөліктердің қызмет ету мерзімін ұзартады. Диаграммадағы кварц резонаторларының белгіленуі екі жағынан пластиналар арқылы «сэндвичтелген» тік орналасқан тіктөртбұрыш түрінде. Сырттай сызбаларда олар конденсатор мен резистордың гибридіне ұқсайды.

Кварц резонаторы қалай жұмыс істейді?

Кварц кристалынан пластина, сақина немесе жолақ кесіледі. Оған өткізгіш жолақтар болып табылатын кем дегенде екі электрод қолданылады. Пластина бекітілген және механикалық тербелістердің өзінің резонанстық жиілігіне ие. Электродтарға кернеу берілгенде пьезоэлектрлік әсерге байланысты (кварцтың қалай кесілгеніне байланысты) қысу, ығысу немесе иілу орын алады. Мұндай жағдайларда тербелмелі кристал индуктор сияқты жұмыс істейді. Берілетін кернеудің жиілігі оның табиғи мәндеріне тең немесе өте жақын болса, жұмысты сақтау үшін айтарлықтай айырмашылықтар кезінде аз энергия қажет. Енді біз кварц резонаторы туралы осы мақала жазылатын негізгі мәселені бөлектеуге көшеміз. Оның функционалдығын қалай тексеруге болады? 3 әдіс таңдалды, олар талқыланады.

№1 әдіс

Мұнда KT368 транзисторы генератор рөлін атқарады. Оның жиілігін кварц резонаторы анықтайды. Қуат берілген кезде генератор жұмыс істей бастайды. Ол өзінің негізгі резонансының жиілігіне тең импульстарды жасайды. Олардың тізбегі C3 (100r) деп белгіленген конденсатор арқылы өтеді. Ол тұрақты ток компонентін сүзеді, содан кейін импульстің өзін екі D9B диодына және келесі пассивті элементтерге салынған аналогтық жиілік өлшегішке жібереді: конденсатор C4 (1n), резистор R3 (100к) және микроамперметр. Барлық басқа элементтер тізбектің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және ештеңе жанып кетпеуі үшін қызмет етеді. Белгіленген жиілікке байланысты C4 конденсаторындағы кернеу өзгеруі мүмкін. Бұл өте жуық әдіс және оның артықшылығы - қарапайымдылық. Және, сәйкесінше, кернеу неғұрлым жоғары болса, резонатордың жиілігі соғұрлым жоғары болады. Бірақ белгілі бір шектеулер бар: оны осы схемада шамамен үш-он МГц диапазонында болған жағдайда ғана сынап көру керек. Бұл мәндерден асатын кварц резонаторларын сынау әдетте әуесқой радиоэлектроникаға жатпайды, бірақ төменде біз диапазоны 1-10 МГц болатын сызбаны қарастырамыз.

№2 әдіс

Дәлдікті арттыру үшін генератордың шығысына жиілік өлшегішті немесе осциллографты қосуға болады. Содан кейін Лиссажу фигуралары арқылы қажетті көрсеткішті есептеуге болады. Бірақ мұндай жағдайларда кварц гармоникада да, негізгі жиілікте де қозғалатынын есте сақтаңыз, бұл өз кезегінде айтарлықтай ауытқуды бере алады. Төмендегі диаграммаларды қараңыз (осы және алдыңғы). Көріп отырғаныңыздай, бар әртүрлі жолдаржиілікті іздеңіз, содан кейін тәжірибе жасау керек. Ең бастысы - қауіпсіздік шараларын сақтау.

Бірден екі кварц резонаторын тексеру

Бұл схема бір-он МГц диапазонында жұмыс істейтін екі кварц резисторының жұмыс істейтінін анықтауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, оның арқасында сіз жиіліктер арасында өтетін соққы сигналдарын тани аласыз. Сондықтан сіз өнімділікті анықтап қана қоймай, сонымен қатар олардың өнімділігі бойынша бір-біріне ең қолайлы кварц резисторларын таңдай аласыз. Схема екі негізгі осциллятормен жүзеге асырылады. Олардың біріншісі ZQ1 кварц резонаторымен жұмыс істейді және KT315B транзисторында жүзеге асырылады. Жұмысты тексеру үшін шығыс кернеуі 1,2 В-тан жоғары болуы керек және SB1 түймесін басыңыз. Көрсетілген көрсеткіш жоғары деңгейлі сигналға және логикалық сигналға сәйкес келеді. Кварц резонаторына байланысты сынау үшін қажетті мәнді арттыруға болады (кернеуді әрбір сынақта ұсынылған мәнге дейін 0,1А-0,2В арттыруға болады). ресми нұсқаулармеханизмді пайдалану туралы). Бұл жағдайда DD1.2 шығысы 1, ал DD1.3 0 болады. Сондай-ақ кварц осцилляторының жұмысын көрсететін HL1 жарық диоды жанады. Екінші механизм ұқсас жұмыс істейді және оны HL2 хабарлайды. Оларды бір уақытта іске қоссаңыз, HL4 жарық диоды да жанады.

Екі генератордың жиіліктерін салыстырған кезде олардың DD1.2 және DD1.5-тен шығыс сигналдары DD2.1 DD2.2-ге жіберіледі. Екінші инверторлардың шығыстарында тізбек өнімділікті салыстыру үшін импульстік ені модуляцияланған сигналды алады. Мұны HL4 жарық диоды жыпылықтау арқылы көзбен көруге болады. Дәлдікті жақсарту үшін жиілік өлшегіш немесе осциллограф қосылады. Егер нақты индикаторлар килогерцпен ерекшеленсе, одан жоғары жиілікті кварцты анықтау үшін SB2 түймесін басыңыз. Сонда бірінші резонатор өз мәндерін азайтады, ал жарық сигналының соғу тонусы аз болады. Сонда ZQ1 ZQ2-ге қарағанда жоғары жиілік деп сенімді түрде айта аламыз.

Чектердің ерекшеліктері

Әрқашан тексеру кезінде:

Кварц резонаторымен бірге келген нұсқауларды оқыңыз;
Қауіпсіздік шараларын сақтаңыз.

Сәтсіздіктің мүмкін себептері

Кварц резонаторын өшірудің бірнеше жолы бар. Болашақта қиындықтарды болдырмау үшін ең танымалдарымен танысқан жөн:

Биіктен құлайды. Ең танымал себеп. Есіңізде болсын: сіз әрқашан жұмыс аймағыңызды ретке келтіріп, әрекеттеріңізді бақылап отыруыңыз керек.
Тұрақты кернеудің болуы. Жалпы, кварц резонаторлары одан қорықпайды. Бірақ прецеденттер болды. Оның функционалдығын тексеру үшін 1000 мФ конденсаторды серияға қосыңыз - бұл қадам оны жұмысқа қайтарады немесе жағымсыз салдарды болдырмайды.
Сигнал амплитудасы тым үлкен. Бұл мәселені әртүрлі тәсілдермен шешуге болады:

Генерация жиілігін кварцтың механикалық резонансының негізгі көрсеткішінен ерекшеленетіндей етіп бүйірге сәл жылжытыңыз. Бұл күрделірек нұсқа.
Генератордың өзін қуаттандыратын вольт санын азайтыңыз. Бұл оңайырақ нұсқа.
Кварц резонаторының шынымен істен шыққанын тексеріңіз. Сонымен, белсенділіктің төмендеуінің себебі ағын немесе бөгде бөлшектер болуы мүмкін (бұл жағдайда оны мұқият тазалау қажет). Сондай-ақ, оқшаулау тым белсенді қолданылған және ол өзінің қасиеттерін жоғалтқан болуы мүмкін. Бұл нүктені тексеру үшін KT315-де «үш нүктені» дәнекерлеуге және оны осьпен тексеруге болады (бір уақытта белсенділікті салыстыруға болады).

Қорытынды

Мақалада мұндай элементтердің функционалдығын қалай тексеруге болатыны талқыланды электрлік диаграммалар, кварц резонаторының жиілігі, сондай-ақ олардың қасиеттері сияқты. Қажетті ақпаратты орнату әдістері талқыланды, сондай-ақ мүмкін себептернеге олар жұмыс кезінде сәтсіздікке ұшырайды. Бірақ теріс салдарға жол бермеу үшін әрқашан таза баспен жұмыс істеңіз - содан кейін кварц резонаторының жұмысы аз алаңдатады.

Кварц резонаторын қалай тексеруге болады? Кварц резонаторларын тексеру

Тербеліс қазіргі әлемдегі ең маңызды рөлдердің бірін атқарады. Сонымен, бізді қоршаған барлық нәрсе жай ғана толқындар деп есептейтін жіп теориясы деп аталатын теория бар. Бірақ бұл білімді пайдаланудың басқа нұсқалары бар және олардың бірі - кварц резонаторы. Қандай жабдық болса да кейде бұзылады және олар ерекшелік емес. Теріс оқиғадан кейін оның әлі де дұрыс жұмыс істеп тұрғанына қалай көз жеткізуге болады?

Кварц резонаторы туралы бірер сөз айтайық

Кварц резонаторы индуктивтілік пен сыйымдылыққа негізделген тербелмелі контурдың аналогы болып табылады. Бірақ олардың арасында біріншінің пайдасына айырмашылық бар. Белгілі болғандай, тербелмелі контурдың қасиеттері үшін сапа факторы түсінігі қолданылады. Кварц негізіндегі резонаторда ол өте үлкен мәндерге жетеді - 10 5 -10 7 аралығында. Сонымен қатар, температура өзгерген кезде ол бүкіл тізбек үшін тиімдірек болады, бұл конденсаторлар сияқты бөліктердің қызмет ету мерзімін ұзартады. Диаграммадағы кварц резонаторларының белгіленуі екі жағынан пластиналар арқылы «сэндвичтелген» тігінен орналастырылған тіктөртбұрыш түрінде. Сыртқы жағынан, сызбаларда олар конденсатор мен резистордың гибридіне ұқсайды.

Кварц резонаторы қалай жұмыс істейді?

Кварц кристалынан пластина, сақина немесе жолақ кесіледі. Оған кем дегенде екі электрод қолданылады, олар өткізгіш жолақтар болып табылады. Пластина бекітілген және механикалық тербелістердің өзінің резонанстық жиілігіне ие. Электродтарға кернеу берілгенде пьезоэлектрлік әсерге байланысты (кварцтың қалай кесілгеніне байланысты) қысу, ығысу немесе иілу орын алады. Мұндай жағдайларда тербелмелі кристал индуктор сияқты жұмыс істейді. Егер берілетін кернеудің жиілігі оның мәндеріне тең немесе өте жақын болса, жұмысты сақтау үшін айтарлықтай айырмашылықтары бар энергияның ең аз мөлшері қажет. Енді біз негізгі мәселенің жарығына көшуге болады, сондықтан шын мәнінде кварц резонаторы туралы бұл мақала жазылуда. Қалай тексеруоның өнімділігі? 3 әдіс таңдалды, олар талқыланады.

№1 әдіс

Сондай-ақ оқыңыз

Мұнда KT368 транзисторы генератор рөлін атқарады. Оның жиілігін кварц резонаторы анықтайды. Қуат берілген кезде генератор жұмыс істей бастайды. Ол өзінің негізгі резонансының жиілігіне тең импульстарды жасайды. Олардың тізбегі C3 (100r) деп белгіленген конденсатор арқылы өтеді. Ол тұрақты ток компонентін сүзеді, содан кейін импульстің өзін 2 D9B диодына және келесі пассивті элементтерге салынған аналогтық жиілік өлшегішке береді: конденсатор C4 (1n), резистор R3 (100к) және микроамперметр. Барлық басқа элементтер тізбектің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және ештеңе жанып кетпеуі үшін қызмет етеді. Белгіленген жиілікке байланысты C4 конденсаторындағы кернеу өзгеруі мүмкін. Бұл жеткілікті индикативті әдіс және оның артықшылығы - қарапайымдылық. Және, сәйкесінше, кернеу неғұрлым жоғары болса, резонатордың жиілігі соғұрлым жоғары болады. Бірақ белгілі бір шектеулер бар: оны осы схемада шамамен 3-тен 10 МГц диапазонында болған жағдайда ғана сынап көру керек. Емтихан кварц резонаторлары, бұл мәндерден асатын нәрсе әдетте әуесқой радиоэлектроникаға жатпайды, бірақ одан әрі спектрі 1-10 МГц болатын сызбаға назар аударылады.

Кварц резонаторын қалай тексеруге болады

үшін әдеттегі схема тексередікварц резонаторлары, және егер сіз схемаға қоссаңыз мультиметрөлшеу мүмкіндігімен...

Кварц резонаторларын тексеру

үшін әдеттегі схема тексередікварц резонаторларының өнімділігі, сондай-ақ мүмкіндігі тексередіжиіліктер...

№2 әдіс

Дәлдікті арттыру үшін генератордың шығысына жиілік өлшегіш немесе осциллографты қосуға болады. Содан кейін Лиссажу фигуралары арқылы қажетті көрсеткішті есептеуге болады. Бірақ мұндай жағдайларда кварц гармоникада да, негізгі жиілікте де қозғалатынын есте сақтаңыз, бұл өз кезегінде айтарлықтай ауытқуды бере алады. Төмендегі диаграммаларды қараңыз (осы және алдыңғы). Көрдіңіз бе, жиілікті табудың әртүрлі әдістері бар және мұнда тәжірибе жасауға тура келеді. Ең бастысы - қауіпсіздік шараларын сақтау.

Бірден екеуін тексеру кварц резонаторлары

Сондай-ақ оқыңыз

Бұл схема 1-ден 10 МГц диапазонында жұмыс істейтін екі кварц резисторының жұмыс істейтінін анықтауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, оның арқасында сіз жиіліктер арасында пайда болатын соққы сигналдарын біле аласыз. Сондықтан сіз өнімділікті тауып қана қоймай, сонымен қатар олардың өнімділігі бойынша бір-біріне қолайлы кварц резисторларын таңдай аласыз. Схема 2 негізгі осциллятормен жүзеге асырылады. Олардың біріншісі ZQ1 кварц резонаторымен жұмыс істейді және KT315B транзисторында жүзеге асырылады. Сондай-ақ тексеружұмыс істеу кезінде шығыс кернеуі 1,2 В-тан жоғары болуы керек және SB1 түймесін басыңыз. Көрсетілген көрсеткіш ең жоғары деңгейдегі сигналға және логикалық бірлікке сәйкес келеді. Кварц резонаторына байланысты сынау үшін қажетті мәнді арттыруға болады (кернеуді әрбір сынақта механизмді пайдалану жөніндегі ресми нұсқаулықта ұсынылғанға дейін 0,1А-0,2В арттыруға болады). Бұл жағдайда DD1.2 шығысы 1, ал DD1.3 0 болады. Сондай-ақ кварц осцилляторының жұмысын көрсететін HL1 жарық диоды жанады. 2-ші механизм ұқсас жұмыс істейді және оны HL2 хабарлайды. Оларды бірден іске қоссаңыз, HL4 жарық диоды әлі де жанады.

Екі генератордың жиіліктерін салыстырған кезде олардың DD1.2 және DD1.5-тен шығыс сигналдары DD2.1 DD2.2-ге жіберіледі. Екінші инверторлардың шығыстарында схема кейінірек сипаттамаларды салыстыру үшін импульстік ені модуляцияланған сигналды алады. Мұны жыпылықтайтын HL4 жарық диоды арқылы көзбен көруге болады. Дәлдікті жақсарту үшін жиілік өлшегішті немесе осциллографты қосыңыз. Егер нақты сипаттамалар килогерцпен ерекшеленсе, одан жоғары жиілікті кварцты анықтау үшін SB2 түймесін басыңыз. Сонда 1-ші резонатор өз мәндерін азайтады, ал жарық сигналының соғу тонусы аз болады. Сонда ZQ1 жиілігі ZQ2-ге қарағанда жоғары деп сенімді түрде айта аламыз.

Әрқашан тексеру кезінде:

Кварц резонаторы бар аннотацияны оқыңыз;
Қауіпсіздік шараларын сақтаңыз.

Сәтсіздіктің мүмкін себептері

Өзіңізді көрсетудің көптеген әдістері бар кварц резонаторыЖұмыс істемейді. Болашақта проблемаларды болдырмау үшін ең танымалдарымен танысқан жөн:

Биіктен құлайды. Ең танымал себеп. Есіңізде болсын: сіз әрқашан жұмыс орныңызды мінсіз тәртіпте ұстауыңыз керек және өз әрекеттеріңізді бақылап отыруыңыз керек.
Тұрақты кернеудің болуы. Жалпы, кварц резонаторлары одан қорықпайды. Бірақ прецеденттер болды. Оның функционалдығын тексеру үшін 1000 мФ конденсаторды бір-бірден қосыңыз - бұл қадам оны жұмысқа қайтарады немесе жағымсыз салдарды болдырмайды.
Өте үлкен сигнал амплитудасы. Бұл мәселені әртүрлі әдістермен шешуге болады:

Генерация жиілігін кварцтың механикалық резонансының негізгі көрсеткішінен ерекшеленетіндей етіп бүйірге сәл жылжытыңыз. Бұл қиынырақ нұсқа.
Генератордың өзін қуаттандыратын вольт санын азайтыңыз. Бұл оңайырақ нұсқа.
Оның шыққанын тексеріңіз кварц резонаторышынымен жарамсыз. Сонымен, белсенділіктің төмендеуінің себебі ағын немесе бөгде бөлшектер болуы мүмкін (бұл жағдайда оны мұқият тазалау керек). Сондай-ақ, оқшаулау өте қарқынды қолданылған және ол өзінің сипаттамаларын жоғалтқан болуы мүмкін. Осы нүктені бақылауды тексеру үшін KT315-де «үш нүктені» дәнекерлеуге және оны осьпен тексеруге болады (әрекетті бірден салыстыруға болады).