Cum se măsoară frecvența cuarțului. Rezonator cu cuarț - structură, principiu de funcționare, cum se verifică. Verificarea a două rezonatoare de cuarț deodată

Este recomandabil să testați rezonatoarele cu cuarț, ca majoritatea celorlalte componente radio, pentru funcționalitate înainte de a le utiliza în practica radioamatorilor. Unul dintre cele mai simple circuite pentru o astfel de sondă a fost publicat într-o revistă cehă de radio amatori. Circuitul sondei este extrem de simplu de repetat, deci este de interes pentru o gamă largă de radioamatori.

Circuit rezonator cu cuarț

Rezonatoarele cu cuarț sunt printre cele mai simple componente radio, dar radioamatorii nu au practic niciun echipament care să le testeze înainte de utilizare. Acest lucru duce uneori la neînțelegeri. În exterior, rezonatorul de cuarț poate să nu aibă nicio deteriorare, dar nu funcționează în circuit. Pot exista multe motive pentru aceasta. În special, una dintre ele este căderea rezonatorului din cauza manipulării neglijente. Vă va ajuta să efectuați o verificare inițială a rezonatoarelor de cuarț înainte de a le folosi. design simplu, descris în.

Rezonatorul de cuarț testat este conectat la contactele K2 (Fig. 1). Un generator cu gamă largă este realizat pe tranzistorul T1. Este conceput pentru a testa cuarțul a cărui frecvență de funcționare este în intervalul 1...50 MHz. După ce au modificat puțin parametrii unor componente radio ale circuitului, în special. C2 și NV. Puteți verifica și alte cuarțuri.

În cazul în care rezonatorul de cuarț este funcțional. Există o tensiune alternativă de înaltă frecvență la emițătorul tranzistorului T1. Este rectificat de diodele D1, D2, netezit de condensatorul C5 și alimentat la baza tranzistorului cheie T2, deblocându-l. În același timp, LED-ul LD1 se aprinde.

Ce este un generator? Un generator este în esență un dispozitiv care transformă un tip de energie în altul. În electronică, puteți auzi adesea expresia „generator de energie electrică, generator de frecvență” etc.

Un oscilator cu cristale este un generator de frecvență și include. Practic, oscilatoarele cu cristal vin în două tipuri:

cele care pot produce un semnal sinusoid

și cele care produc un semnal de undă pătrată

Cel mai des folosit semnal în electronică este unda pătrată.

Schema lui Pierce

Pentru a excita cuarțul la frecvența de rezonanță, trebuie să asamblam un circuit. Cel mai circuit simplu pentru cuarț incitant - acesta este un clasic Generator de perforare, care este format dintr-un singur tranzistor cu efect de câmpși un cablaj mic de patru elemente radio:

Câteva cuvinte despre cum funcționează schema. Diagrama are un pozitiv Părere iar în ea încep să apară autooscilații. Dar ce este feedback-ul pozitiv?

La școală, ați fost vaccinați cu toții pentru testul Mantoux pentru a stabili dacă aveți tub sau nu. După ceva timp, asistentele au venit și au folosit o riglă pentru a vă măsura reacția pielii la această vaccinare.

Când s-a făcut această vaccinare, a fost interzisă zgârierea locului de injectare. Dar eu, pe atunci încă un tip nou, nu mi-a păsat nimic. De îndată ce am început să zgâri liniștit locul injectării, am vrut să mă zgâri și mai mult)) Și astfel viteza mâinii care zgâria vaccinul a înghețat la un pic, pentru că îmi puteam oscila mâna la o frecvență maximă de 15 Herți. Vaccinarea brațele mi s-au umflat până la podea)) Și chiar și odată m-au dus să donez sânge pentru suspiciunea de tuberculoză, dar după cum s-a dovedit, nu l-au găsit. Nu e de mirare ;-).

Deci de ce vă spun glume din viața de aici? Faptul este că această vaccinare împotriva scabiei este cel mai pozitiv feedback care există. Adică, atâta timp cât nu l-am atins, nu am vrut să-l zgâri. Dar de îndată ce l-am zgâriat în liniște, a început să mă mâncărime mai mult și am început să mă zgâri mai mult și a început să mă mâncărime și mai mult și așa mai departe. Dacă nu ar fi existat restricții fizice asupra brațului meu, atunci cu siguranță locul de vaccinare ar fi fost deja uzat până în carne. Dar nu puteam să-mi fac decât să fluturăm mâna cu o anumită frecvență maximă. Deci, același principiu se aplică unui oscilator cu cuarț ;-). Dă un pic de impuls, și începe să accelereze și se oprește doar la frecvența de rezonanță paralelă ;-). Să-i spunem „limitare fizică”.

În primul rând, trebuie să alegem un inductor. Am luat un miez toroidal și am înfășurat mai multe spire din firul MGTF

Întregul proces a fost controlat cu ajutorul unui contor LC, realizându-se o valoare nominală ca în diagramă - 2,5 mH. Dacă nu era suficient, a adăugat mai multe ture; dacă a exagerat, atunci a scăzut. Ca rezultat, am obținut următoarea inductanță:

Denumirea sa corectă este: .

Pinout de la stânga la dreapta: Dren – Sursă – Poartă

O mică digresiune lirică.

Deci, am asamblat oscilatorul cu cuarț, am aplicat tensiunea, tot ce rămâne este să scoatem semnalul de la ieșirea generatorului nostru de casă. Un osciloscop digital începe să lucreze

În primul rând, am dus cuarțul la cea mai mare frecvență pe care o am: 32.768 Megaherți. Nu-l confundați cu ceas cu quartz (despre asta vom vorbi de mai jos).

În colțul din stânga jos, osciloscopul ne arată frecvența:

După cum puteți vedea 32,77 Megaherți. Principalul lucru este că cuarțul nostru este viu și circuitul funcționează!

Să luăm cuarțul cu o frecvență de 27 Megaherți:

Citirile mele săreau. Am făcut o captură de ecran a ceea ce am reușit:

Frecvența a fost, de asemenea, afișată mai mult sau mai puțin corect.

Ei bine, verificăm toate celelalte cuarțuri pe care le am în același mod.

Iată o oscilogramă de cuarț la 16 Megaherți:

Osciloscopul a arătat o frecvență de exact 16 megaherți.

Aici am setat cuarțul la 6 Megaherți:

Exact 6 Megahertzi

La 4 Megahertzi:

Toate ok.

Ei bine, să luăm un alt sovietic la 1 Megahertz. Cam asa arata:

În partea de sus scrie 1000 Kilohertz = 1MegaHertz ;-)

Să ne uităm la oscilogramă:

Muncitor!

Dacă doriți cu adevărat, puteți măsura chiar și frecvența cu un generator-frecvențămetru chinezesc:

Eroarea de 400 Hertz nu este prea mare pentru un vechi cuarț sovietic. Dar este mai bine, desigur, să folosești un frecvențămetru profesional normal ;-)

Cuarț de oră

Cu ceas de cuarț, oscilatorul de cuarț conform schemei Pierce a refuzat să funcționeze.

„Ce fel de ceas cuarț este acesta?” - tu intrebi. Cuarțul orar este cuarț cu o frecvență de 32.768 Herți. De ce are o frecvență atât de ciudată? Ideea este că 32.768 este 2 15. Acest cuarț este asociat cu un cip de contor de 15 biți. Acesta este microcircuitul nostru K176IE5.

Principiul de funcționare al acestui microcircuit este următorul: pDupă ce numără 32.768 de impulsuri, emite un puls pe unul dintre picioare. Apare acest puls pe un cristal de cuarț de 32.768 Hertz exact o dată pe secundă. Și după cum vă amintiți, oscilația o dată pe secundă este de 1 Hertz. Adică pe acest picior pulsul va fi emis cu o frecvență de 1 Hz. Și dacă este așa, atunci de ce să nu-l folosești la ceasuri? De aici a venit numele.

În prezent, în ceasurile de mână și alte gadget-uri mobile, acest contor și rezonator cu cuarț sunt încorporate într-un singur cip și oferă nu numai numărarea secundelor, ci și o serie de alte funcții, cum ar fi ceasul cu alarmă, calendarul etc. Se numesc astfel de microcircuite RTC (R eal T Sunt C lock) sau tradus din burghez Real Time Clock.

Circuit perforat pentru undă pătrată

Deci, să revenim la schema lui Peirce. Circuitul Pierce anterior generează un semnal sinusoidal

Dar există și un circuit Pierce modificat pentru unda pătrată

Și iată-o:

Valorile unor radioelemente pot fi modificate într-un interval destul de larg. De exemplu, condensatoarele C1 și C2 pot fi în intervalul de la 10 la 100 pF. Regula aici este următoarea: cu cât frecvența cuarțului este mai mică, cu atât capacitatea condensatorului ar trebui să fie mai mică. Pentru cristalele de ceas, condensatoarele pot fi furnizate cu o valoare nominală de 15-18 pF. Dacă cuarțul are o frecvență de la 1 la 10 Megaherți, atunci îl puteți seta la 22-56 pF. Dacă nu doriți să vă deranjați, atunci instalați condensatori cu o capacitate de 22 pF. Chiar nu poți greși.

De asemenea, un mic sfat de reținut: prin modificarea valorii condensatorului C1, puteți regla frecvența de rezonanță în limite foarte fine.

Rezistorul R1 poate fi schimbat de la 1 la 20 MOhm, iar R2 de la zero la 100 kOhm. Există și o regulă aici: cu cât frecvența cuarțului este mai mică, cu atât valoarea acestor rezistențe este mai mare și invers.

Frecvența maximă a cristalului care poate fi introdusă în circuit depinde de viteza invertorului CMOS. Am luat cipul 74HC04. Nu are o acțiune foarte rapidă. Constă din șase invertoare, dar vom folosi un singur invertor:

Iată pinout-ul său:

După ce a conectat un ceas de cuarț la acest circuit, osciloscopul a produs următoarea oscilogramă:

Apropo, această parte a diagramei vă amintește de ceva?

Această parte a circuitului nu este folosită pentru a tacta microcontrolerele AVR?

Ea e aleasa! Doar că elementele lipsă ale circuitului sunt deja în MK în sine;-)

Avantajele oscilatoarelor cu cristal

Avantajele oscilatoarelor de frecvență cu cuarț sunt stabilitatea lor de înaltă frecvență. Practic este 10 -5 - 10 -6 din valoarea nominală sau, după cum se spune adesea, ppm (din engleză. părți per milion)- părți pe milion, adică o milioneme sau numărul 10 -6. Deviația de frecvență într-o direcție sau alta într-un oscilator cu cuarț este asociată în principal cu modificările temperaturii ambientale, precum și cu îmbătrânirea cuarțului. Pe măsură ce cuarțul îmbătrânește, frecvența oscilatorului de cuarț devine puțin mai mică în fiecare an cu aproximativ 1,8x10 -7 față de valoarea nominală. Dacă, să zicem, am luat cuarț cu o frecvență de 10 Megaherți (10.000.000 Herți) și l-am pus în circuit, atunci într-un an frecvența lui va scădea cu aproximativ 2 Herți;-) Cred că este destul de tolerabil.

În prezent, oscilatoarele cu cuarț sunt produse sub formă de module complete. Unele companii producătoare de astfel de generatoare ating o stabilitate de frecvență de până la 10 -11 din valoarea nominală! Uite module gata făcute ca asta:

sau așa

Astfel de module de oscilator cu cristal au în principal 4 ieșiri. Iată pinout-ul unui oscilator cu cristal pătrat:

Să verificăm una dintre ele. Scrie 1 MHz

Iată vederea lui din spate:

Iată pinout-ul său:

Aplicând o tensiune constantă de la 3,3 la 5 Volți cu un plus de 8 și un minus de 4, de la ieșirea 5 am obținut o undă pătrată curată, netedă, frumoasă, cu o frecvență scrisă pe un oscilator de cuarț, adică 1 Megahertz, cu emisii foarte mici.

Ei bine, aceasta este o priveliște pentru ochi dornici!

Și contorul de frecvență al generatorului chinezesc a arătat frecvența exactă:

De aici concluzionăm: este mai bine să cumpărați un oscilator cu cuarț gata făcut decât să pierdeți mult timp și nervi la configurarea circuitului Pierce. Circuitul lui Pierce va fi potrivit pentru testarea rezonatoarelor și pentru diversele dvs. proiecte de casă.

Un rezonator este un sistem capabil de mișcări oscilatorii cu amplitudine maximă în anumite condiții. Rezonator de cuarț - o placă de cuarț, de obicei în formă de paralelipiped, acționează astfel atunci când se aplică curent alternativ (frecvența este diferită pentru diferite plăci). Frecvența de funcționare a acestei piese este determinată de grosimea acesteia. Dependența aici este invers. Cele mai subțiri plăci au cea mai mare frecvență (nu depășește 50 MHz).

În cazuri rare, se poate atinge o frecvență de 200 MHz. Acest lucru este permis numai atunci când lucrați pe un ton (o frecvență minoră mai mare decât cea principală). Filtrele speciale sunt capabile să suprima frecvența fundamentală a unei plăci de cuarț și să evidențieze frecvența sa multiplă de tonuri.

Numai armonicile ciudate (un alt nume pentru tonuri) sunt potrivite pentru funcționare. În plus, atunci când le folosiți, citirile de frecvență cresc la amplitudini mai mici. De obicei, maximul este o scădere de nouă ori a înălțimii valului. În plus, devine dificil să se detecteze schimbările.

Cuarțul este un dielectric. În combinație cu o pereche de electrozi metalici, se transformă într-un condensator, dar capacitatea lui este mică și nu are rost să-l măsoare. În diagramă, această parte este afișată ca un dreptunghi cristalin între plăcile condensatorului. O placă de cuarț, ca și alte corpuri elastice, se caracterizează prin prezența propriei frecvențe de rezonanță, în funcție de dimensiunea sa. Plăcile subțiri au o frecvență de rezonanță mai mare. Ca rezultat: trebuie doar să selectați o placă cu astfel de parametri la care frecvența vibratii mecanice ar coincide cu frecvența tensiunii alternative aplicate plăcii. Napolitana de cuarț, potrivită numai atunci când se folosește curent alternativ deoarece DC. poate provoca o singură compresie sau decompresie.

Drept urmare, este evident că cuarțul este un sistem rezonant foarte simplu (cu toate proprietățile inerente circuitelor oscilatorii), dar acest lucru nu reduce deloc calitatea muncii sale.

Un rezonator cu cuarț este și mai eficient. Factorul său de calitate este 10 5 - 10 7. Rezonatoarele de cuarț măresc durata de viață generală a condensatorului datorită stabilității la temperatură, durabilității și fabricației. Dimensiunea mică a pieselor le face, de asemenea, mai ușor de utilizat. Dar cel mai important avantaj este capacitatea de a oferi o frecvență stabilă.

Singurele dezavantaje includ gama îngustă de reglare a frecvenței existente cu frecvența elementelor externe.

În orice caz, rezonatoarele cu cuarț sunt foarte populare și sunt folosite în ceasuri, numeroase electronice radio și alte dispozitive. În unele țări, plăcile de cuarț sunt instalate direct pe trotuare, iar oamenii produc energie pur și simplu mergând înainte și înapoi.

Principiul de funcționare

Funcțiile unui rezonator cu cuarț sunt asigurate de efectul piezoelectric. Acest fenomen provoacă apariția incarcare electricaîn cazul în care apare deformarea mecanică a anumitor tipuri de cristale (cele naturale includ cuarțul și turmalina). Forța sarcinii depinde direct de forța de deformare. Acesta se numește efect piezoelectric direct. Esența efectului piezoelectric invers este că, dacă un cristal este expus unui câmp electric, acesta va fi deformat.

Verificarea funcționalității

Există mai multe metode simple de verificare a stării cuarțului într-o mișcare. Iată câteva dintre ele:

1. Pentru a determina cu precizie starea rezonatorului, va trebui să conectați un osciloscop sau un contor de frecvență la ieșirea generatorului. Datele necesare pot fi calculate folosind cifrele Lissajous. Cu toate acestea, în astfel de circumstanțe, este posibil să se excite din neatenție mișcări oscilatorii ale cuarțului atât la frecvențe overtonice, cât și la frecvențele fundamentale. Acest lucru poate crea măsurători inexacte. Această metodă poate fi utilizată în intervalul de la 1 la 10 MHz.
2. Frecvența de funcționare a generatorului depinde de rezonatorul de cuarț. Când este furnizată energie, generatorul produce impulsuri care coincid cu frecvența rezonanței principale. O serie de aceste impulsuri este trecută printr-un condensator, care filtrează componenta de curent continuu, lăsând doar tonuri, iar impulsurile în sine sunt transmise la un contor de frecvență analogic. Poate fi construit cu ușurință din două diode, un condensator, un rezistor și un microampermetru. În funcție de citirile de frecvență, se va modifica și tensiunea de pe condensator. Aceasta metoda de asemenea, nu diferă în precizie și poate fi utilizat doar în intervalul de la 3 la 10 MHz.

În general, testarea fiabilă a rezonatoarelor de cuarț poate fi efectuată numai atunci când sunt înlocuite. Și ar trebui să suspectați o defecțiune a rezonatorului în mecanism doar ca ultimă soluție. Deși acest lucru nu se aplică electronicelor portabile care sunt supuse unor căderi frecvente.

Oscilațiile joacă unul dintre cele mai importante roluri în lumea modernă. Deci, există chiar și o așa-numită teorie a corzilor, care susține că totul în jurul nostru este doar valuri. Dar există și alte opțiuni pentru utilizarea acestor cunoștințe, iar una dintre ele este un rezonator cu cuarț. Se întâmplă că orice echipament eșuează periodic și nu fac excepție. Cum te poți asigura că după un incident negativ încă funcționează așa cum ar trebui?

Să spunem un cuvânt despre rezonatorul de cuarț

Un rezonator cu cuarț este un analog al unui circuit oscilator bazat pe inductanță și capacitate. Dar există o diferență între ei în favoarea primei. După cum se știe, conceptul de factor de calitate este utilizat pentru a caracteriza un circuit oscilator. Într-un rezonator pe bază de cuarț atinge valori foarte mari - în intervalul 10 5 -10 7 . În plus, este mai eficient pentru întregul circuit atunci când temperatura se schimbă, ceea ce se traduce printr-o durată de viață mai lungă pentru piese precum condensatoare. Denumirea rezonatoarelor de cuarț din diagramă este sub forma unui dreptunghi situat vertical, care este „sandwich” pe ambele părți de plăci. În exterior, în desene, ele seamănă cu un hibrid între un condensator și un rezistor.

Cum funcționează un rezonator cu cuarț?

O farfurie, inel sau bară este tăiată dintr-un cristal de cuarț. Cel puțin doi electrozi, care sunt benzi conductoare, îi sunt aplicați. Placa este fixă ​​și are propria frecvență de rezonanță a vibrațiilor mecanice. Când se aplică tensiune electrozilor, apare compresia, forfecarea sau îndoirea din cauza efectului piezoelectric (în funcție de modul în care a fost tăiat cuarțul). Cristalul oscilant în astfel de cazuri funcționează ca un inductor. Dacă frecvența tensiunii care este furnizată este egală sau foarte apropiată de valorile sale naturale, atunci este necesară mai puțină energie la diferențe semnificative pentru a menține funcționarea. Acum putem trece la evidențierea problemei principale, motiv pentru care se scrie acest articol despre un rezonator cu cuarț. Cum să-i verifici funcționalitatea? Au fost selectate 3 metode, care vor fi discutate.

Metoda nr. 1

Aici tranzistorul KT368 joacă rolul unui generator. Frecvența sa este determinată de un rezonator cu cuarț. Când este furnizată energie, generatorul începe să funcționeze. Ea creează impulsuri care sunt egale cu frecvența rezonanței sale principale. Secvența lor trece printr-un condensator, care este desemnat ca C3 (100r). Filtrează componenta de curent continuu și apoi transmite pulsul însuși către un contor de frecvență analogic, care este construit pe două diode D9B și următoarele elemente pasive: condensator C4 (1n), rezistență R3 (100k) și un microampermetru. Toate celelalte elemente servesc pentru a asigura stabilitatea circuitului și pentru ca nimic să nu se ardă. În funcție de frecvența setată, tensiunea la condensatorul C4 se poate modifica. Aceasta este o metodă destul de aproximativă și avantajul ei este ușurința. Și, în consecință, cu cât tensiunea este mai mare, cu atât frecvența rezonatorului este mai mare. Dar există anumite limitări: ar trebui să îl încercați pe acest circuit numai în cazurile în care se află în intervalul aproximativ de trei până la zece MHz. Testarea rezonatoarelor de cuarț care depășește aceste valori, de obicei, nu se încadrează în electronica radioamator, dar mai jos vom lua în considerare un desen al cărui interval este 1-10 MHz.

Metoda numărul 2

Pentru a crește precizia, puteți conecta un frecvențămetru sau un osciloscop la ieșirea generatorului. Apoi va fi posibil să se calculeze indicatorul dorit folosind cifrele Lissajous. Dar rețineți că în astfel de cazuri cuarțul este excitat, atât la armonici, cât și la frecvența fundamentală, ceea ce, la rândul său, poate da o abatere semnificativă. Priviți diagramele de mai jos (aceasta și precedenta). După cum puteți vedea, există căi diferite căutați frecvența și apoi trebuie să experimentați. Principalul lucru este să urmați măsurile de siguranță.

Verificarea a două rezonatoare de cuarț deodată

Acest circuit vă va permite să determinați dacă două rezistențe de cuarț care funcționează în intervalul de la unu la zece MHz sunt operaționale. De asemenea, datorită acestuia, puteți recunoaște semnalele de șoc care trec între frecvențe. Prin urmare, puteți nu numai să determinați performanța, ci și să selectați rezistențele de cuarț care sunt cele mai potrivite unul pentru celălalt în ceea ce privește performanța lor. Circuitul este implementat cu două oscilatoare master. Primul dintre ele funcționează cu un rezonator de cuarț ZQ1 și este implementat pe un tranzistor KT315B. Pentru a verifica funcționarea, tensiunea de ieșire trebuie să fie mai mare de 1,2 V și apăsați butonul SB1. Indicatorul indicat corespunde unui semnal de nivel înalt și unuia logic. În funcție de rezonatorul de cuarț, valoarea necesară pentru testare poate fi crescută (tensiunea poate fi crescută la fiecare test cu 0,1A-0,2V până la valoarea recomandată). instrucțiuni oficiale privind utilizarea mecanismului). În acest caz, ieșirea DD1.2 va fi 1, iar DD1.3 va fi 0. De asemenea, indicând funcționarea oscilatorului de cuarț, LED-ul HL1 se va aprinde. Al doilea mecanism funcționează similar și va fi raportat de HL2. Dacă le porniți simultan, se va aprinde și LED-ul HL4.

Când se compară frecvențele a două generatoare, semnalele lor de ieșire de la DD1.2 și DD1.5 sunt trimise la DD2.1 DD2.2. La ieșirile celui de-al doilea invertor, circuitul primește un semnal modulat pe lățime de impuls pentru a compara apoi performanța. Puteți vedea acest lucru vizual prin clipirea LED-ului HL4. Pentru a îmbunătăți acuratețea, se adaugă un frecvențămetru sau un osciloscop. Dacă indicatorii actuali diferă în funcție de kiloherți, atunci pentru a determina un cuarț cu frecvență mai mare, apăsați butonul SB2. Atunci primul rezonator își va reduce valorile, iar tonul bătăilor semnalului luminos va fi mai mic. Apoi putem spune cu încredere că ZQ1 are o frecvență mai mare decât ZQ2.

Caracteristicile cecurilor

Când verificați întotdeauna:

1. Citiți instrucțiunile care au venit cu rezonatorul de cuarț;
2. Urmați măsurile de siguranță.

Cauze posibile ale eșecului

Există destul de multe moduri de a vă dezactiva rezonatorul de cuarț. Merită să vă familiarizați cu unele dintre cele mai populare pentru a evita orice probleme în viitor:

1. Căderi de la înălțime. Cel mai popular motiv. Amintiți-vă: ar trebui să vă păstrați întotdeauna zona de lucru în ordine și să vă monitorizați acțiunile.
2. Prezența tensiunii constante. În general, rezonatoarelor de cuarț nu se tem de asta. Dar au existat precedente. Pentru a-i verifica funcționalitatea, conectați un condensator de 1000 mF în serie - acest pas îl va readuce în funcțiune sau va evita consecințele negative.
3. Amplitudinea semnalului este prea mare. Această problemă poate fi rezolvată în diferite moduri:

• Mutați ușor frecvența de generare în lateral, astfel încât să difere de indicatorul principal al rezonanței mecanice a cuarțului. Aceasta este o opțiune mai complexă.
• Reduceți numărul de volți care alimentează generatorul însuși. Aceasta este o opțiune mai ușoară.
• Verificați dacă rezonatorul de cuarț este într-adevăr defect. Deci, motivul scăderii activității poate fi fluxul sau particulele străine (în acest caz, este necesar să o curățați temeinic). De asemenea, se poate ca izolația să fi fost folosită prea activ și să-și piardă proprietățile. Pentru a verifica acest punct, puteți lipi un „în trei puncte” pe KT315 și îl puteți verifica cu o axă (în același timp puteți compara activitatea).

Concluzie

Articolul a discutat despre modul de verificare a funcționalității unor astfel de elemente scheme electrice, precum frecvența unui rezonator cu cuarț, precum și proprietățile acestora. Au fost discutate metode de stabilire a informațiilor necesare, precum și motive posibile de ce eșuează în timpul funcționării. Dar pentru a evita consecințele negative, lucrați întotdeauna cu capul limpede - și atunci funcționarea rezonatorului de cuarț va fi mai puțin deranjantă.

Cum se verifică un rezonator cu cuarț? Verificarea rezonatoarelor de cuarț

Oscilațiile joacă unul dintre cele mai importante roluri în lumea modernă. Deci, există chiar și așa-numita teorie a corzilor, care susține că totul în jurul nostru este doar valuri. Dar există și alte opțiuni pentru utilizarea acestor cunoștințe, iar una dintre ele este un rezonator cu cuarț. Se întâmplă că, indiferent de echipament, uneori se defectează și nu fac excepție. Cum vă puteți asigura că încă funcționează corect după un incident negativ?

Să spunem un cuvânt despre rezonatorul de cuarț

Un rezonator cu cuarț este un analog al unui circuit oscilator bazat pe inductanță și capacitate. Dar există o diferență între ei în favoarea primei. După cum este clar, conceptul de factor de calitate este utilizat pentru proprietățile unui circuit oscilator. Într-un rezonator pe bază de cuarț, atinge valori foarte mari - în intervalul 10 5 -10 7. În plus, este mai eficient pentru întregul circuit atunci când temperatura se schimbă, ceea ce se traduce printr-o durată de viață mai lungă pentru piese precum condensatoare. Denumirea rezonatoarelor de cuarț din diagramă este sub forma unui dreptunghi plasat vertical, care este „sandwich” pe ambele părți de plăci. Din exterior, în desene, ele seamănă cu un hibrid între un condensator și un rezistor.

Cum funcționează un rezonator cu cuarț?

O farfurie, inel sau bară este tăiată dintr-un cristal de cuarț. I se aplică cel puțin doi electrozi, care sunt benzi conductoare. Placa este fixă ​​și are propria frecvență de rezonanță a vibrațiilor mecanice. Când se aplică tensiune electrozilor, apare compresia, forfecarea sau îndoirea din cauza efectului piezoelectric (în funcție de modul în care a fost tăiat cuarțul). Cristalul oscilant în astfel de cazuri funcționează ca un inductor. Dacă frecvența tensiunii care este furnizată este egală sau foarte apropiată de valorile acesteia, atunci este necesară cea mai mică cantitate de energie, cu diferențe semnificative, pentru a menține funcționarea. Acum putem trece la lumina problemei principale, motiv pentru care, de fapt, se scrie acest articol despre rezonatorul de cuarț. Cum Verifica performanta lui? Au fost selectate 3 metode, care vor fi discutate.

Metoda nr. 1

Citeste si

Aici tranzistorul KT368 joacă rolul unui generator. Frecvența sa este determinată de un rezonator cu cuarț. Când este furnizată energie, generatorul începe să funcționeze. Ea creează impulsuri care sunt egale cu frecvența rezonanței sale principale. Secvența lor trece printr-un condensator, care este desemnat ca C3 (100r). Filtrează componenta de curent continuu și apoi transmite pulsul însuși către un contor de frecvență analogic, care este construit pe 2 diode D9B și următoarele elemente pasive: condensator C4 (1n), rezistență R3 (100k) și un microampermetru. Toate celelalte elemente servesc pentru a asigura stabilitatea circuitului și pentru ca nimic să nu se ardă. În funcție de frecvența setată, tensiunea la condensatorul C4 se poate modifica. Aceasta este o metodă destul de orientativă și avantajul ei este ușurința. Și, în consecință, cu cât tensiunea este mai mare, cu atât frecvența rezonatorului este mai mare. Dar există anumite limitări: ar trebui să îl încercați pe acest circuit numai în cazurile în care se află în intervalul aproximativ de la 3 la 10 MHz. Examinare rezonatoare cu cuarț, ceea ce depășește aceste valori, de obicei, nu se încadrează în electronica radioamator, dar se va lua în considerare în continuare un desen al cărui spectru este de 1-10 MHz.

Cum se verifică un rezonator cu cuarț

Schema obișnuită pentru verificări rezonatoare de cuarț, iar dacă adăugați la circuit multimetrul cu capacitatea de a măsura...

Verificarea rezonatoarelor de cuarț

Schema obișnuită pentru verificări performanța rezonatoarelor de cuarț, precum și posibilitatea verificări frecvente...

Metoda numărul 2

Pentru a crește precizia, puteți conecta un frecvențămetru sau un osciloscop la ieșirea generatorului. Apoi va fi posibil să se calculeze indicatorul dorit folosind cifrele Lissajous. Dar rețineți că în astfel de cazuri cuarțul este excitat, atât la armonici, cât și la frecvența fundamentală, ceea ce, la rândul său, poate da o abatere semnificativă. Priviți diagramele de mai jos (aceasta și precedenta). Vedeți, există diferite metode de a găsi frecvența și aici va trebui să experimentați. Principalul lucru este să urmați măsurile de siguranță.

Verifică două deodată rezonatoare cu cuarț

Citeste si

Acest circuit vă va permite să determinați dacă două rezistențe de cuarț care funcționează în intervalul de la 1 la 10 MHz sunt operaționale. De asemenea, datorită acestuia, puteți afla și semnalele de șoc care apar între frecvențe. Prin urmare, nu puteți găsi doar performanță, ci și selectați rezistențe de cuarț care sunt mai potrivite unul pentru celălalt în ceea ce privește performanța lor. Circuitul este implementat cu 2 oscilatoare master. Primul dintre ele funcționează cu un rezonator de cuarț ZQ1 și este implementat pe un tranzistor KT315B. Astfel încât Verifica funcționare, tensiunea de ieșire ar trebui să fie mai mare de 1,2 V și apăsați butonul SB1. Indicatorul indicat corespunde semnalului de cel mai înalt nivel și unei unități logice. În funcție de rezonatorul de cuarț, valoarea necesară pentru testare poate fi mărită (tensiunea poate fi crescută la fiecare test cu 0,1A-0,2V până la cea recomandată în instrucțiunile oficiale de utilizare a mecanismului). În acest caz, ieșirea DD1.2 va fi 1, iar DD1.3 va fi 0. De asemenea, indicând funcționarea oscilatorului de cuarț, LED-ul HL1 se va aprinde. Al doilea mecanism funcționează similar și va fi raportat de HL2. Dacă le porniți imediat, LED-ul HL4 va aprinde în continuare.

Când se compară frecvențele a două generatoare, semnalele lor de ieșire de la DD1.2 și DD1.5 sunt trimise la DD2.1 DD2.2. La ieșirile celui de-al doilea invertor, circuitul primește un semnal modulat pe lățime de impuls pentru a compara caracteristicile ulterior. Puteți vedea acest lucru vizual folosind LED-ul HL4 care pâlpâie. Pentru a îmbunătăți acuratețea, adăugați un frecvențămetru sau un osciloscop. Dacă caracteristicile reale diferă în funcție de kiloherți, atunci pentru a determina un cuarț cu frecvență mai mare, apăsați butonul SB2. Apoi, primul rezonator își va reduce valorile, iar tonul bătăilor semnalului luminos va fi mai mic. Apoi putem spune cu încredere că ZQ1 are o frecvență mai mare decât ZQ2.

Când verificați întotdeauna:

1. Citiți adnotarea pe care o are rezonatorul de cuarț;
2. Urmați măsurile de siguranță.

Cauze posibile ale eșecului

Există destul de multe metode de a vă afișa propriile metode rezonator cu cuarț Defect. Merită să faceți cunoștință cu unele dintre cele mai populare pentru a evita orice probleme în viitor:

1. Căderi de la înălțime. Cel mai popular motiv. Amintiți-vă: ar trebui să vă păstrați întotdeauna locul de muncă în ordine perfectă și să vă urmăriți acțiunile.
2. Prezența tensiunii constante. În general, rezonatoarelor de cuarț nu se tem de asta. Dar au existat precedente. Pentru a-i verifica funcționalitatea, porniți condensatorul de 1000 mF pe rând - acest pas îl va readuce în funcțiune sau va evita consecințele negative.
3. Amplitudine a semnalului foarte mare. Această problemă poate fi rezolvată folosind diferite metode:

• Mutați ușor frecvența de generare în lateral, astfel încât să difere de indicatorul principal al rezonanței mecanice a cuarțului. Aceasta este o opțiune mai dificilă.
• Reduceți numărul de volți care alimentează generatorul însuși. Aceasta este o opțiune mai ușoară.
• Verificați dacă este scos rezonator cu cuarțîntr-adevăr din ordine. Deci, motivul scăderii activității poate fi fluxul sau particulele străine (în acest caz, trebuie curățat temeinic). Se mai poate ca izolația să fi fost folosită foarte intens și să-și piardă caracteristicile. Pentru o verificare de control în acest punct, puteți lipi un „în trei puncte” pe KT315 și îl puteți verifica cu o axă (puteți compara imediat activitatea).