Hvordan måle kvartsfrekvens. Kvartsresonator - struktur, driftsprinsipp, hvordan sjekke. Kontrollerer to kvartsresonatorer samtidig

Det er tilrådelig å teste kvartsresonatorer, som de fleste andre radiokomponenter, for funksjonalitet før du bruker dem i amatørradiopraksis. En av de enkleste kretsene for en slik sonde ble publisert i et tsjekkisk amatørradiomagasin. Probekretsen er ekstremt enkel å gjenta, så den er av interesse for et bredt spekter av radioamatører.

Kvartsresonatorkrets

Kvartsresonatorer er blant de enkleste radiokomponentene, men radioamatører har praktisk talt ikke noe utstyr for å teste dem før bruk. Dette fører noen ganger til misforståelser. Eksternt kan det hende at kvartsresonatoren ikke har noen skade, men den fungerer ikke i kretsen. Det kan være mange årsaker til dette. Spesielt en av dem er resonatorens fall på grunn av uforsiktig håndtering. Det vil hjelpe å utføre en innledende sjekk av kvartsresonatorer før du bruker dem. enkel design, beskrevet i.

Kvartsresonatoren som testes er koblet til kontaktene K2 (fig. 1). En bredspektregenerator er laget på transistor T1. Den er designet for å teste kvarts hvis driftsfrekvens er i området 1...50 MHz. Spesielt etter å ha endret parametrene til noen radiokomponenter i kretsen litt. C2 og NV. Du kan sjekke annen kvarts også.

I tilfelle kvartsresonatoren er i drift. Det er en høyfrekvent vekselspenning ved emitteren til transistoren T1. Den rettes opp av diodene D1, D2, jevnes ut av kondensatoren C5 og mates til bunnen av nøkkeltransistoren T2, og låser den opp. Samtidig lyser LED LD1.

Hva er en generator? En generator er i hovedsak en enhet som konverterer en type energi til en annen. I elektronikk kan du ofte høre uttrykket "elektrisk energigenerator, frekvensgenerator," etc.

En krystalloscillator er en frekvensgenerator og inkluderer. I utgangspunktet kommer krystalloscillatorer i to typer:

de som kan produsere et sinusbølgesignal

og de som produserer et firkantbølgesignal

Det mest brukte signalet i elektronikk er en firkantbølge.

Pierces opplegg

For å eksitere kvarts ved resonansfrekvensen, må vi sette sammen en krets. Det meste enkel krets for spennende kvarts - dette er en klassiker Pierce generator, som består av bare én felteffekttransistor og en liten sele med fire radioelementer:

Noen ord om hvordan ordningen fungerer. Diagrammet har en positiv Tilbakemelding og selvsvingninger begynner å dukke opp i den. Men hva er positive tilbakemeldinger?

På skolen ble dere alle vaksinert for Mantoux-testen for å finne ut om dere hadde sonde eller ikke. Etter en tid kom sykepleiere og brukte en linjal for å måle hudreaksjonen din på denne vaksinasjonen.

Da denne vaksinasjonen ble gitt, var det forbudt å skrape på injeksjonsstedet. Men jeg, som da fortsatt var en ny fyr, brydde meg ikke. Så snart jeg begynte å skrape stille på injeksjonsstedet, ønsket jeg å klø enda mer)) Og derfor frøs hastigheten til hånden som skrapte vaksinen på en eller annen topp, fordi jeg kunne oscillere hånden med en maksimal frekvens på 15 Hertz Vaksinasjon armene mine hovnet opp til gulvet)) Og selv en gang tok de meg med for å donere blod på mistanke om tuberkulose, men som det viste seg, fant de det ikke. Det er ikke overraskende ;-).

Så hvorfor forteller jeg deg vitser fra livet her? Faktum er at denne skabbvaksinasjonen er den mest positive tilbakemeldingen som finnes. Det vil si, så lenge jeg ikke rørte den, ville jeg ikke klø den. Men så fort jeg klødde det stille, begynte det å klø mer og jeg begynte å klø mer, og det begynte å klø enda mer, og så videre. Hvis det ikke var noen fysiske restriksjoner på armen min, så ville vaksinasjonsstedet allerede vært slitt ned til kjøttet. Men jeg kunne bare vifte med hånden med en viss maksimal frekvens. Så, samme prinsipp gjelder for en kvartsoscillator ;-). Gi en liten impuls, så begynner den å akselerere og stopper kun ved parallellresonansfrekvensen ;-). La oss kalle det "fysisk begrensning".

Først av alt må vi velge en induktor. Jeg tok en toroidal kjerne og viklet flere svinger fra MGTF-tråd

Hele prosessen ble kontrollert ved hjelp av en LC-måler, og oppnådde en nominell verdi som i diagrammet - 2,5 mH. Hvis det ikke var nok, la han til flere svinger; hvis han overdrev det, så reduserte han det. Som et resultat oppnådde jeg følgende induktans:

Det riktige navnet er: .

Pinout fra venstre til høyre: Drenering – Kilde – Port

En liten lyrisk digresjon.

Så vi har satt sammen kvartsoscillatoren, påført spenningen, alt som gjenstår er å fjerne signalet fra utgangen til vår hjemmelagde generator. Et digitalt oscilloskop begynner å fungere

Først og fremst tok jeg kvartsen til den høyeste frekvensen jeg har: 32 768 megahertz. Ikke forveksle det med klokkekvarts (om det vi vil snakke under).

Nederst i venstre hjørne viser oscilloskopet oss frekvensen:

Som du kan se 32,77 megahertz. Hovedsaken er at kvartsen vår er i live og kretsen fungerer!

La oss ta kvarts med en frekvens på 27 megahertz:

Lesingene mine hoppet rundt. Jeg tok et skjermbilde av det jeg klarte:

Frekvensen ble også vist mer eller mindre korrekt.

Vel, vi sjekker all den andre kvartsen jeg har på samme måte.

Her er et oscillogram av kvarts ved 16 megahertz:

Oscilloskopet viste en frekvens på nøyaktig 16 Megahertz.

Her setter jeg kvartsen til 6 megahertz:

Nøyaktig 6 megahertz

Ved 4 megahertz:

Alt ok.

Vel, la oss ta en annen sovjetisk en på 1 megahertz. Slik ser det ut:

Øverst står det 1000 Kilohertz = 1MegaHertz ;-)

La oss se på oscillogrammet:

Arbeider!

Hvis du virkelig vil, kan du til og med måle frekvensen med en kinesisk generator-frekvensmåler:

400 Hertz feil er ikke veldig mye for en gammel sovjetisk kvarts. Men det er selvfølgelig bedre å bruke en vanlig profesjonell frekvensmåler ;-)

Time kvarts

Med klokkekvarts nektet kvartsoscillatoren i henhold til Pierce-ordningen å fungere.

"Hva slags klokkekvarts er dette?" - du spør. Timekvarts er kvarts med en frekvens på 32 768 Hertz. Hvorfor har den en så merkelig frekvens? Poenget er at 32 768 er 2 15. Denne kvartsen er sammenkoblet med en 15-bits tellerbrikke. Dette er vår K176IE5 mikrokrets.

Driftsprinsippet til denne mikrokretsen er som følger: sEtter at den teller 32 768 pulser, sender den ut en puls på det ene bena. Denne pulsen på en 32 768 Hertz kvartskrystall vises nøyaktig en gang i sekundet. Og som du husker, er oscillasjon én gang per sekund 1 Hertz. Det vil si at på denne etappen vil pulsen gis med en frekvens på 1 Hz. Og hvis dette er tilfelle, hvorfor ikke bruke det i klokker? Det er her navnet kom fra.

For tiden, i armbåndsur og andre mobile dingser, er denne telleren og kvartsresonatoren innebygd i én brikke og gir ikke bare telling av sekunder, men også en rekke andre funksjoner, som vekkerklokke, kalender, etc. Slike mikrokretser kalles RTC (R eal T jeg er C lås) eller oversatt fra borgerlig sanntidsklokke.

Pierce krets for firkantbølge

Så la oss gå tilbake til Peirces opplegg. Den forrige Pierce-kretsen genererer et sinusformet signal

Men det er også en modifisert Pierce-krets for en firkantbølge

Og her er hun:

Verdiene til noen radioelementer kan endres i et ganske bredt område. For eksempel kan kondensatorene C1 og C2 være i området fra 10 til 100 pF. Regelen her er denne: Jo lavere kvartsfrekvensen er, jo mindre skal kapasitansen til kondensatoren være. For klokkekrystaller kan kondensatorer leveres med en nominell verdi på 15-18 pF. Hvis kvartsen har en frekvens på 1 til 10 megahertz, kan du sette den til 22-56 pF. Hvis du ikke vil bry deg, er det bare å installere kondensatorer med en kapasitet på 22 pF. Du kan virkelig ikke gå galt.

Også et lite tips å merke seg: ved å endre verdien på kondensator C1 kan du justere resonansfrekvensen innenfor svært fine grenser.

Motstand R1 kan endres fra 1 til 20 MOhm, og R2 fra null til 100 kOhm. Det er også en regel her: jo lavere kvartsfrekvens, jo større er verdien av disse motstandene og omvendt.

Den maksimale krystallfrekvensen som kan settes inn i kretsen avhenger av hastigheten til CMOS-omformeren. Jeg tok 74HC04-brikken. Den er ikke særlig hurtigvirkende. Består av seks omformere, men vi vil kun bruke én omformer:

Her er dens pinout:

Etter å ha koblet en klokkekvarts til denne kretsen, produserte oscilloskopet følgende oscillogram:

Forresten, minner denne delen av diagrammet deg om noe?

Er ikke denne delen av kretsen som brukes til å klokke AVR-mikrokontrollere?

Hun er den ene! Det er bare at de manglende elementene i kretsen allerede er i selve MK;-)

Fordeler med krystalloscillatorer

Fordelene med kvartsfrekvensoscillatorer er deres høyfrekvente stabilitet. I utgangspunktet er det 10 -5 - 10 -6 fra den nominelle verdien eller, som de ofte sier, ppm (fra engelsk. deler per million)- deler per million, det vil si en milliondel eller tallet 10 -6. Frekvensavviket i en eller annen retning i en kvartsoscillator er hovedsakelig assosiert med endringer i omgivelsestemperaturen, så vel som med aldring av kvarts. Etter hvert som kvarts eldes, blir frekvensen til kvartsoscillatoren litt mindre hvert år med ca. 1,8x10 -7 fra den nominelle verdien. Hvis for eksempel jeg tok kvarts med en frekvens på 10 Megahertz (10.000.000 Hertz) og satte den i kretsen, så vil frekvensen om et år gå ned med omtrent 2 Hertz;-) Jeg tror det er ganske tolerabelt.

For tiden produseres kvartsoscillatorer i form av komplette moduler. Noen selskaper som produserer slike generatorer oppnår frekvensstabilitet på opptil 10 -11 fra den nominelle verdien! Se ferdige moduler slik:

eller noe

Slike krystalloscillatormoduler har hovedsakelig 4 utganger. Her er pinouten til en firkantet krystalloscillator:

La oss sjekke en av dem. Det står 1 MHz

Her er synet bakfra:

Her er dens pinout:

Ved å bruke en konstant spenning fra 3,3 til 5 volt med et pluss på 8 og et minus på 4, fikk jeg fra utgang 5 en ren, jevn, vakker firkantbølge med en frekvens skrevet på en kvartsoscillator, det vil si 1 megahertz, med svært små utslipp.

Vel, dette er et syn for såre øyne!

Og den kinesiske generator-frekvensmåleren viste den nøyaktige frekvensen:

Herfra konkluderer vi: det er bedre å kjøpe en ferdig kvartsoscillator enn å kaste bort mye tid og nerver på å sette opp Pierce-kretsen. Pierces krets vil være egnet for testing av resonatorer og for ulike hjemmelagde prosjekter.

En resonator er et system som er i stand til oscillerende bevegelser med maksimal amplitude under visse forhold. Kvartsresonator - en kvartsplate, vanligvis i form av et parallellepiped, virker på denne måten når vekselstrøm påføres (frekvensen er forskjellig for forskjellige plater). Driftsfrekvensen til denne delen bestemmes av dens tykkelse. Avhengigheten her er motsatt. De tynneste platene har høyest frekvens (ikke over 50 MHz).

I sjeldne tilfeller kan en frekvens på 200 MHz oppnås. Dette er kun tillatt når du arbeider med en overtone (en mindre frekvens høyere enn hovedtonen). Spesielle filtre er i stand til å undertrykke grunnfrekvensen til en kvartsplate og fremheve dens multiple overtonefrekvens.

Bare odde harmoniske (et annet navn for overtoner) er egnet for drift. I tillegg, når du bruker dem, øker frekvensavlesningene ved lavere amplituder. Vanligvis er maksimum en ni ganger reduksjon i bølgehøyde. Videre blir det vanskelig å oppdage endringer.

Kvarts er et dielektrikum. I kombinasjon med et par metallelektroder blir den til en kondensator, men kapasiteten er liten og det er ingen vits i å måle den. I diagrammet vises denne delen som et krystallinsk rektangel mellom kondensatorplatene. En kvartsplate, som andre elastiske legemer, er preget av tilstedeværelsen av sin egen resonansfrekvens, avhengig av størrelsen. Tynne plater har høyere resonansfrekvens. Som et resultat: du trenger bare å velge en plate med slike parametere hvor frekvensen mekaniske vibrasjoner vil falle sammen med frekvensen til vekselspenningen som påføres platen. Quartz wafer, egnet kun ved bruk av vekselstrøm pga D.C. kan provosere bare en enkelt kompresjon eller dekompresjon.

Som et resultat er det åpenbart at kvarts er et veldig enkelt resonantsystem (med alle egenskapene som er iboende i oscillerende kretser), men dette reduserer ikke i det hele tatt kvaliteten på arbeidet.

En kvartsresonator er enda mer effektiv. Kvalitetsfaktoren er 10 5 - 10 7. Kvartsresonatorer øker den totale levetiden til kondensatoren på grunn av deres temperaturstabilitet, holdbarhet og produksjonsevne. Den lille størrelsen på delene gjør dem også enklere å bruke. Men den viktigste fordelen er muligheten til å gi en stabil frekvens.

De eneste ulempene inkluderer det smale området for å justere den eksisterende frekvensen med frekvensen til eksterne elementer.

I alle fall er kvartsresonatorer veldig populære og brukes i klokker, en rekke radioelektronikk og andre enheter. I noen land er kvartsplater installert direkte på fortauene, og folk produserer energi ved å gå frem og tilbake.

Prinsipp for operasjon

Funksjonene til en kvartsresonator er gitt av den piezoelektriske effekten. Dette fenomenet provoserer forekomsten elektrisk ladning i tilfelle mekanisk deformasjon av visse typer krystaller oppstår (naturlige inkluderer kvarts og turmalin). Kraften til ladningen er direkte avhengig av deformasjonskraften. Dette kalles den direkte piezoelektriske effekten. Essensen av den inverse piezoelektriske effekten er at hvis en krystall blir utsatt for et elektrisk felt, vil den bli deformert.

Funksjonssjekk

Det finnes flere enkle metoder for å kontrollere tilstanden til kvarts i et urverk. Her er et par av dem:

1. For nøyaktig å bestemme tilstanden til resonatoren, må du koble et oscilloskop eller frekvensmåler til generatorutgangen. Nødvendige data kan beregnes ved hjelp av Lissajous-tall. Imidlertid er det under slike omstendigheter mulig å utilsiktet eksitere oscillerende bevegelser av kvartsen ved både overtoniske og fundamentale frekvenser. Dette kan skape unøyaktige målinger. Denne metoden kan brukes i området fra 1 til 10 MHz.
2. Driftsfrekvensen til generatoren avhenger av kvartsresonatoren. Når energi tilføres, produserer generatoren pulser som sammenfaller med frekvensen til hovedresonansen. En serie av disse pulsene sendes gjennom en kondensator, som filtrerer ut DC-komponenten, og etterlater bare overtoner, og selve pulsene overføres til en analog frekvensmåler. Den kan enkelt konstrueres av to dioder, en kondensator, en motstand og et mikroamperemeter. Avhengig av frekvensavlesningene vil også spenningen på kondensatoren endres. Denne metoden skiller seg heller ikke ut i nøyaktighet og kan bare brukes i området fra 3 til 10 MHz.

Generelt kan pålitelig testing av kvartsresonatorer bare utføres når de skiftes ut. Og du bør bare mistenke et sammenbrudd av resonatoren i mekanismen som en siste utvei. Selv om dette ikke gjelder bærbar elektronikk som er utsatt for hyppige fall.

Oscillasjoner spiller en av de viktigste rollene i moderne verden. Så, det er til og med en såkalt strengteori, som hevder at alt rundt oss bare er bølger. Men det er andre alternativer for å bruke denne kunnskapen, og en av dem er en kvartsresonator. Det er tilfeldigvis at alt utstyr svikter med jevne mellomrom, og de er intet unntak. Hvordan kan du forsikre deg om at den fortsatt fungerer som den skal etter en negativ hendelse?

La oss si et ord om kvartsresonatoren

En kvartsresonator er en analog av en oscillerende krets basert på induktans og kapasitans. Men det er en forskjell mellom dem til fordel for den første. Som kjent brukes begrepet kvalitetsfaktor for å karakterisere en oscillerende krets. I en kvartsbasert resonator når den svært høye verdier - i området 10 5 -10 7 . I tillegg er det mer effektivt for hele kretsen når temperaturen endres, noe som gir lengre levetid for deler som kondensatorer. Betegnelsen på kvartsresonatorer i diagrammet er i form av et vertikalt plassert rektangel, som er "sandwich" på begge sider av plater. Eksternt på tegningene ligner de en hybrid av en kondensator og en motstand.

Hvordan fungerer en kvartsresonator?

En plate, ring eller stang er kuttet fra en kvartskrystall. Minst to elektroder, som er ledende strimler, er påført den. Platen er fast og har sin egen resonansfrekvens av mekaniske vibrasjoner. Når spenning påføres elektrodene, oppstår kompresjon, skjærkraft eller bøyning på grunn av den piezoelektriske effekten (avhengig av hvordan kvartsen ble kuttet). Den oscillerende krystallen i slike tilfeller fungerer som en induktor. Hvis frekvensen til spenningen som tilføres er lik eller svært nær dens naturlige verdier, kreves det mindre energi ved betydelige forskjeller for å opprettholde driften. Nå kan vi gå videre til å fremheve hovedproblemet, og det er derfor denne artikkelen om en kvartsresonator blir skrevet. Hvordan sjekke funksjonaliteten? Det ble valgt ut 3 metoder som vil bli diskutert.

Metode nr. 1

Her spiller KT368-transistoren rollen som en generator. Frekvensen bestemmes av en kvartsresonator. Når strøm tilføres, begynner generatoren å fungere. Den skaper impulser som er lik frekvensen til hovedresonansen. Sekvensen deres går gjennom en kondensator, som er betegnet som C3 (100r). Den filtrerer DC-komponenten, og sender deretter selve pulsen til en analog frekvensmåler, som er bygget på to D9B-dioder og følgende passive elementer: kondensator C4 (1n), motstand R3 (100k) og et mikroamperemeter. Alle andre elementer tjener til å sikre stabiliteten til kretsen og slik at ingenting brenner ut. Avhengig av innstilt frekvens kan spenningen på kondensator C4 endres. Dette er en ganske omtrentlig metode og fordelen er enkel. Og følgelig, jo høyere spenningen er, desto høyere er frekvensen til resonatoren. Men det er visse begrensninger: du bør prøve den på denne kretsen bare i tilfeller der den er innenfor det omtrentlige området på tre til ti MHz. Å teste kvartsresonatorer som går utover disse verdiene faller vanligvis ikke inn under amatørradioelektronikk, men nedenfor vil vi vurdere en tegning hvis rekkevidde er 1-10 MHz.

Metode nummer 2

For å øke nøyaktigheten kan du koble en frekvensmåler eller et oscilloskop til generatorutgangen. Da vil det være mulig å beregne ønsket indikator ved hjelp av Lissajous-tall. Men husk at i slike tilfeller er kvartsen begeistret, både ved harmoniske og ved grunnfrekvensen, som igjen kan gi et betydelig avvik. Se på diagrammene nedenfor (denne og den forrige). Som du kan se, er det forskjellige måter se etter frekvensen, og så må du eksperimentere. Det viktigste er å følge sikkerhetsreglene.

Kontrollerer to kvartsresonatorer samtidig

Denne kretsen lar deg finne ut om to kvartsmotstander som opererer i området fra én til ti MHz er operative. Takket være den kan du også gjenkjenne sjokksignalene som går mellom frekvensene. Derfor kan du ikke bare bestemme ytelsen, men også velge kvartsmotstander som er best egnet for hverandre med tanke på ytelsen. Kretsen er implementert med to masteroscillatorer. Den første av dem fungerer med en ZQ1 kvartsresonator og er implementert på en KT315B-transistor. For å kontrollere driften må utgangsspenningen være større enn 1,2 V, og trykk på SB1-knappen. Den indikerte indikatoren tilsvarer et høynivåsignal og et logisk. Avhengig av kvartsresonatoren kan den nødvendige verdien for testing økes (spenningen kan økes hver test med 0,1A-0,2V til anbefalt verdi). offisielle instruksjoner om bruken av mekanismen). I dette tilfellet vil utgang DD1.2 være 1, og DD1.3 vil være 0. Også, som indikerer driften av kvartsoscillatoren, vil HL1 LED lyse opp. Den andre mekanismen fungerer på samme måte og vil bli rapportert av HL2. Hvis du starter dem samtidig, lyser også HL4 LED.

Når frekvensene til to generatorer sammenlignes, sendes deres utgangssignaler fra DD1.2 og DD1.5 til DD2.1 DD2.2. Ved utgangene til de andre vekselretterne mottar kretsen et pulsbreddemodulert signal for deretter å sammenligne ytelsen. Du kan se dette visuelt ved å blinke med HL4 LED. For å forbedre nøyaktigheten legges det til en frekvensmåler eller et oscilloskop. Hvis de faktiske indikatorene avviker med kilohertz, trykk på SB2-knappen for å bestemme en høyere frekvens kvarts. Da vil den første resonatoren redusere verdiene, og tonen til lyssignalslagene vil være mindre. Da kan vi trygt si at ZQ1 er høyere frekvens enn ZQ2.

Funksjoner av sjekker

Når du alltid sjekker:

1. Les instruksjonene som fulgte med kvartsresonatoren;
2. Følg sikkerhetsreglene.

Mulige årsaker til feil

Det er ganske mange måter å deaktivere kvartsresonatoren på. Det er verdt å gjøre deg kjent med noen av de mest populære for å unngå problemer i fremtiden:

1. Faller fra høyder. Den mest populære grunnen. Husk: du bør alltid holde orden på arbeidsområdet og overvåke handlingene dine.
2. Tilstedeværelse av konstant spenning. Generelt er kvartsresonatorer ikke redde for det. Men det var presedenser. For å sjekke funksjonaliteten, koble til en 1000 mF kondensator i serie - dette trinnet vil returnere den til drift eller unngå negative konsekvenser.
3. Signalamplituden er for stor. Dette problemet kan løses på forskjellige måter:

• Flytt generasjonsfrekvensen litt til siden slik at den skiller seg fra hovedindikatoren for den mekaniske resonansen til kvarts. Dette er et mer komplekst alternativ.
• Reduser antall volt som driver selve generatoren. Dette er et enklere alternativ.
• Sjekk om kvartsresonatoren virkelig er ute av drift. Så årsaken til nedgangen i aktivitet kan være fluks eller fremmede partikler (i dette tilfellet er det nødvendig å rengjøre det grundig). Det kan også være at isolasjonen ble brukt for aktivt og den mistet sine egenskaper. For å sjekke dette punktet kan du lodde et "trepunkt" på KT315 og sjekke det med en aksel (samtidig kan du sammenligne aktiviteten).

Konklusjon

Artikkelen diskuterte hvordan du sjekker funksjonaliteten til slike elementer elektriske diagrammer, som frekvensen til en kvartsresonator, så vel som deres egenskaper. Metoder for å etablere nødvendig informasjon ble diskutert, samt mulige årsaker hvorfor de svikter under drift. Men for å unngå negative konsekvenser, arbeid alltid med et klart hode - og da vil driften av kvartsresonatoren være mindre forstyrrende.

Hvordan sjekke en kvartsresonator? Kontroll av kvartsresonatorer

Oscillasjoner spiller en av de viktigste rollene i den moderne verden. Så, det er til og med den såkalte strengteorien, som hevder at alt rundt oss bare er bølger. Men det er andre alternativer for å bruke denne kunnskapen, og en av dem er en kvartsresonator. Det hender at uansett hvilket utstyr noen ganger bryter sammen, og de er intet unntak. Hvordan kan du forsikre deg om at den fortsatt fungerer som den skal etter en negativ hendelse?

La oss si et ord om kvartsresonatoren

En kvartsresonator er en analog av en oscillerende krets basert på induktans og kapasitans. Men det er en forskjell mellom dem til fordel for den første. Som det er klart, brukes konseptet kvalitetsfaktor for egenskapene til en oscillerende krets. I en kvartsbasert resonator oppnår den veldig store verdier - i området 10 5 -10 7. I tillegg er det mer effektivt for hele kretsen når temperaturen endres, noe som gir lengre levetid for deler som kondensatorer. Betegnelsen på kvartsresonatorer i diagrammet er i form av et vertikalt plassert rektangel, som er "sandwich" på begge sider av plater. Fra utsiden, på tegningene, ligner de en hybrid av en kondensator og en motstand.

Hvordan fungerer en kvartsresonator?

En plate, ring eller stang er kuttet fra en kvartskrystall. Minst to elektroder er påført den, som er ledende strimler. Platen er fast og har sin egen resonansfrekvens av mekaniske vibrasjoner. Når spenning påføres elektrodene, oppstår kompresjon, skjærkraft eller bøyning på grunn av den piezoelektriske effekten (avhengig av hvordan kvartsen ble kuttet). Den oscillerende krystallen i slike tilfeller fungerer som en induktor. Hvis frekvensen til spenningen som tilføres er lik eller svært nær verdiene, kreves det minst mulig energi, med betydelige forskjeller, for å opprettholde driften. Nå kan vi gå videre til lyset av hovedproblemet, og det er derfor denne artikkelen om kvartsresonatoren faktisk blir skrevet. Hvordan Sjekk ytelsen dens? Det ble valgt ut 3 metoder som vil bli diskutert.

Metode nr. 1

Les også

Her spiller KT368-transistoren rollen som en generator. Frekvensen bestemmes av en kvartsresonator. Når strøm tilføres, begynner generatoren å fungere. Den skaper impulser som er lik frekvensen til hovedresonansen. Sekvensen deres går gjennom en kondensator, som er betegnet som C3 (100r). Den filtrerer DC-komponenten, og sender deretter selve pulsen til en analog frekvensmåler, som er bygget på 2 D9B dioder og følgende passive elementer: kondensator C4 (1n), motstand R3 (100k) og et mikroamperemeter. Alle andre elementer tjener til å sikre stabiliteten til kretsen og slik at ingenting brenner ut. Avhengig av innstilt frekvens kan spenningen på kondensator C4 endres. Dette er en ganske veiledende metode og fordelen er enkel. Og følgelig, jo høyere spenningen er, desto høyere er frekvensen til resonatoren. Men det er visse begrensninger: du bør prøve den på denne kretsen bare i tilfeller der den er innenfor det omtrentlige området på 3 til 10 MHz. Undersøkelse kvartsresonatorer, det som går utover disse verdiene faller vanligvis ikke inn under amatørradioelektronikk, men ytterligere vurdering vil bli gitt til en tegning hvis spektrum er 1-10 MHz.

Hvordan sjekke en kvartsresonator

Den vanlige ordningen for sjekker kvartsresonatorer, og hvis du legger til kretsen multimeter med evne til å måle...

Kontroll av kvartsresonatorer

Den vanlige ordningen for sjekker ytelsen til kvartsresonatorer, samt muligheten sjekker frekvenser...

Metode nummer 2

For å øke nøyaktigheten kan du koble en frekvensmåler eller et oscilloskop til utgangen på generatoren. Da vil det være mulig å beregne ønsket indikator ved hjelp av Lissajous-tall. Men husk at i slike tilfeller er kvartsen begeistret, både ved harmoniske og ved grunnfrekvensen, som igjen kan gi et betydelig avvik. Se på diagrammene nedenfor (denne og den forrige). Du skjønner, det er forskjellige metoder for å finne frekvensen, og her må du eksperimentere. Det viktigste er å følge sikkerhetsreglene.

Sjekker to på en gang kvartsresonatorer

Les også

Denne kretsen lar deg finne ut om to kvartsmotstander som opererer i området fra 1 til 10 MHz er operative. Takket være det kan du også finne ut sjokksignalene som oppstår mellom frekvensene. Derfor kan du ikke bare finne ytelse, men også velge kvartsmotstander som er mer egnet for hverandre når det gjelder ytelse. Kretsen er implementert med 2 masteroscillatorer. Den første av dem fungerer med en ZQ1 kvartsresonator og er implementert på en KT315B-transistor. Så det Sjekk drift, bør utgangsspenningen være større enn 1,2 V, og trykk på SB1-knappen. Den indikerte indikatoren tilsvarer signalet på høyeste nivå og en logisk enhet. Avhengig av kvartsresonatoren, kan den nødvendige verdien for testing økes (spenningen kan økes hver test med 0,1A-0,2V til det som er anbefalt i de offisielle instruksjonene for bruk av mekanismen). I dette tilfellet vil utgang DD1.2 være 1, og DD1.3 vil være 0. Også, som indikerer driften av kvartsoscillatoren, vil HL1 LED lyse. Den andre mekanismen fungerer på samme måte, og vil bli rapportert av HL2. Hvis du starter dem med en gang, vil HL4 LED fortsatt lyse.

Når frekvensene til to generatorer sammenlignes, sendes deres utgangssignaler fra DD1.2 og DD1.5 til DD2.1 DD2.2. Ved utgangene til de andre vekselretterne mottar kretsen et pulsbreddemodulert signal for å sammenligne egenskapene senere. Du kan se dette visuelt ved hjelp av den flimrende LED HL4. For å forbedre nøyaktigheten, legg til en frekvensmåler eller et oscilloskop. Hvis de faktiske egenskapene avviker med kilohertz, trykk på SB2-knappen for å bestemme en høyere frekvens kvarts. Da vil 1. resonator redusere verdiene, og tonen til lyssignalslagene vil være mindre. Da kan vi trygt si at ZQ1 har en høyere frekvens enn ZQ2.

Når du alltid sjekker:

1. Les merknaden som kvartsresonatoren har;
2. Følg sikkerhetsreglene.

Mulige årsaker til feil

Det er ganske mange metoder for å vise din egen kvartsresonator ute av drift. Det er verdt å bli kjent med noen av de mest populære for å unngå problemer i fremtiden:

1. Faller fra høyder. Den mest populære grunnen. Husk: du bør alltid holde arbeidsplassen i perfekt orden og se på handlingene dine.
2. Tilstedeværelsen av konstant spenning. Generelt er kvartsresonatorer ikke redde for det. Men det var presedenser. For å sjekke funksjonaliteten, slå på 1000 mF-kondensatoren en om gangen - dette trinnet vil returnere den til drift eller unngå negative konsekvenser.
3. Veldig stor signalamplitude. Dette problemet kan løses ved hjelp av forskjellige metoder:

• Flytt generasjonsfrekvensen litt til siden slik at den skiller seg fra hovedindikatoren for den mekaniske resonansen til kvarts. Dette er et vanskeligere alternativ.
• Reduser antall volt som driver selve generatoren. Dette er et enklere alternativ.
• Sjekk om den er ute kvartsresonator virkelig ute av drift. Så årsaken til nedgangen i aktivitet kan være fluks eller fremmede partikler (i dette tilfellet må det rengjøres grundig). Det kan også være at isolasjonen ble brukt svært intensivt og den mistet sine egenskaper. For en kontrollsjekk på dette punktet kan du lodde et "trepunkt" på KT315 og sjekke det med en aksel (du kan umiddelbart sammenligne aktiviteten).