Hur man mäter kvartsfrekvens. Kvartsresonator - struktur, funktionsprincip, hur man kontrollerar. Kontrollerar två kvartsresonatorer samtidigt

Det är tillrådligt att testa kvartsresonatorer, liksom de flesta andra radiokomponenter, för funktionalitet innan de används i amatörradioövningar. En av de enklaste kretsarna för en sådan sond publicerades i en tjeckisk amatörradiotidning. Sondkretsen är extremt enkel att repetera, så den är av intresse för ett brett spektrum av radioamatörer.

Kvartsresonatorkrets

Kvartsresonatorer är bland de enklaste radiokomponenterna, men radioamatörer har praktiskt taget ingen utrustning för att testa dem före användning. Detta leder ibland till missförstånd. Externt kanske kvartsresonatorn inte har några skador, men den fungerar inte i kretsen. Det kan finnas många anledningar till detta. I synnerhet en av dem är resonatorns fall på grund av slarvig hantering. Det kommer att hjälpa att utföra en första kontroll av kvartsresonatorer innan de används. enkel design, beskrivs i.

Kvartsresonatorn som testas är ansluten till kontakterna K2 (Fig. 1). En bredområdesgenerator är gjord på transistorn T1. Den är utformad för att testa kvarts vars arbetsfrekvens ligger i intervallet 1...50 MHz. Efter att ha ändrat parametrarna för vissa radiokomponenter i kretsen, i synnerhet. C2 och NW. Du kan kolla annan kvarts också.

I händelse av att kvartsresonatorn är i drift. Det finns en högfrekvent växelspänning vid emittern på transistorn T1. Den likriktas av dioderna D1, D2, utjämnade av kondensatorn C5 och matas till basen av nyckeltransistorn T2 och låser upp den. Samtidigt lyser LED LD1.

Vad är en generator? En generator är i huvudsak en enhet som omvandlar en typ av energi till en annan. Inom elektronik kan du ofta höra frasen "elektrisk energigenerator, frekvensgenerator" etc.

En kristalloscillator är en frekvensgenerator och inkluderar. I grund och botten finns kristalloscillatorer i två typer:

de som kan producera en sinusvågssignal

och de som producerar en fyrkantsvågssignal

Den vanligaste signalen inom elektronik är en fyrkantsvåg.

Pierces plan

För att excitera kvarts vid resonansfrekvensen måste vi sätta ihop en krets. Mest enkel krets för spännande kvarts - det här är en klassiker Pierce generator, som bara består av en fälteffekttransistor och en liten sele med fyra radioelement:

Några ord om hur upplägget fungerar. Diagrammet har ett positivt Respons och självsvängningar börjar dyka upp i den. Men vad är positiv feedback?

I skolan vaccinerades ni alla för Mantoux-testet för att avgöra om ni hade en sond eller inte. Efter en tid kom sjuksköterskor och använde en linjal för att mäta din hudreaktion på denna vaccination.

När denna vaccination gavs var det förbjudet att repa injektionsstället. Men jag, då fortfarande en ny kille, brydde mig inte ett dugg. Så fort jag lugnt började skrapa injektionsstället, ville jag skrapa ännu mer)) Så hastigheten på handen som repade vaccinet frös vid någon topp, eftersom jag kunde oscillera min hand med en maximal frekvens av 15 Hertz Vaccination svullnade mina armar upp till golvet)) Och till och med en gång tog de mig för att donera blod på misstanke om tuberkulos, men som det visade sig hittade de det inte. Det är inte förvånande ;-).

Så varför berättar jag skämt från livet här? Faktum är att denna skabbvaccination är den mest positiva feedback som finns. Det vill säga, så länge jag inte rörde det, ville jag inte repa det. Men så fort jag kliade det tyst började det klia mer och jag började klia mer och det började klia ännu mer osv. Om det inte fanns några fysiska restriktioner på min arm, så skulle vaccinationsplatsen redan ha varit nedsliten till köttet. Men jag kunde bara vifta med handen med en viss maxfrekvens. Så, samma princip gäller för en kvartsoscillator ;-). Ge en liten impuls, så börjar den accelerera och stannar bara vid parallellresonansfrekvensen ;-). Låt oss kalla det "fysisk begränsning".

Först och främst måste vi välja en induktor. Jag tog en ringkärna och lindade flera varv från MGTF-tråd

Hela processen styrdes med en LC-mätare, vilket uppnådde ett nominellt värde som i diagrammet - 2,5 mH. Om det inte räckte, lade han till fler varv; om han överdrev det, så minskade han det. Som ett resultat uppnådde jag följande induktans:

Dess korrekta namn är: .

Pinout från vänster till höger: Drain – Source – Gate

En liten lyrisk utvikning.

Så vi har satt ihop kvartsoscillatorn, applicerat spänningen, allt som återstår är att ta bort signalen från utgången från vår hemmagjorda generator. Ett digitalt oscilloskop börjar fungera

Först och främst tog jag kvartsen till den högsta frekvensen jag har: 32 768 Megahertz. Förväxla det inte med klockkvarts (om det vi ska prata Nedan).

I det nedre vänstra hörnet visar oscilloskopet oss frekvensen:

Som du kan se 32,77 Megahertz. Huvudsaken är att vår kvarts lever och kretsen fungerar!

Låt oss ta kvarts med en frekvens på 27 megahertz:

Mina avläsningar hoppade runt. Jag skärmdumpade vad jag lyckades med:

Frekvensen visades också mer eller mindre korrekt.

Jo, vi kollar all annan kvarts som jag har på samma sätt.

Här är ett oscillogram av kvarts vid 16 megahertz:

Oscilloskopet visade en frekvens på exakt 16 Megahertz.

Här ställer jag in kvartsen till 6 megahertz:

Exakt 6 megahertz

Vid 4 megahertz:

Allt ok.

Tja, låt oss ta en annan sovjetisk på 1 megahertz. Så här ser det ut:

Överst står det 1000 Kilohertz = 1MegaHertz ;-)

Låt oss titta på oscillogrammet:

Arbetstagare!

Om du verkligen vill kan du till och med mäta frekvensen med en kinesisk generator-frekvensmätare:

400 Hertz fel är inte särskilt mycket för en gammal sovjetisk kvarts. Men det är förstås bättre att använda en vanlig professionell frekvensmätare ;-)

Timmar kvarts

Med klockkvarts vägrade kvartsoscillatorn enligt Pierce-schemat att fungera.

"Vad är det här för klockkvarts?" - du frågar. Timkvarts är kvarts med en frekvens på 32 768 Hertz. Varför har den en så konstig frekvens? Poängen är att 32 768 är 2 15. Denna kvarts är ihopparad med ett 15-bitars räknarchip. Detta är vår K176IE5 mikrokrets.

Funktionsprincipen för denna mikrokrets är som följer: sidEfter att den har räknat 32 768 pulser avger den en puls på ett av benen. Denna puls visas på en 32 768 Hertz kvartskristall exakt en gång per sekund. Och som ni minns är svängningen en gång per sekund 1 Hertz. Det vill säga, på detta ben kommer pulsen att ges med en frekvens på 1 Hz. Och om det är så, varför inte använda det i klockor? Det är därifrån namnet kom.

För närvarande, i armbandsur och andra mobila prylar, är denna räknare och kvartsresonator inbyggd i ett chip och ger inte bara räkning av sekunder, utan även ett antal andra funktioner, såsom väckarklocka, kalender, etc. Sådana mikrokretsar kallas RTC (R eal T jag är C lås) eller översatt från borgerlig Real Time Clock.

Pierce krets för fyrkantsvåg

Så låt oss återgå till Peirces plan. Den föregående Pierce-kretsen genererar en sinusformad signal

Men det finns också en modifierad Pierce-krets för en fyrkantsvåg

Och här är hon:

Värdena för vissa radioelement kan ändras inom ett ganska brett intervall. Till exempel kan kondensatorerna C1 och C2 vara i intervallet från 10 till 100 pF. Regeln här är denna: ju lägre kvartsfrekvens, desto mindre bör kondensatorns kapacitans vara. För klockkristaller kan kondensatorer levereras med ett nominellt värde på 15-18 pF. Om kvartsen har en frekvens på 1 till 10 megahertz kan du ställa in den på 22-56 pF. Om du inte vill bry dig, installera bara kondensatorer med en kapacitet på 22 pF. Du kan verkligen inte gå fel.

Också ett litet tips att notera: genom att ändra värdet på kondensator C1 kan du justera resonansfrekvensen inom mycket fina gränser.

Motstånd R1 kan ändras från 1 till 20 MOhm och R2 från noll till 100 kOhm. Det finns också en regel här: ju lägre kvartsfrekvens, desto större värde har dessa motstånd och vice versa.

Den maximala kristallfrekvensen som kan infogas i kretsen beror på CMOS-växelriktarens hastighet. Jag tog 74HC04-chippet. Det är inte särskilt snabbverkande. Består av sex växelriktare, men vi kommer att använda endast en växelriktare:

Här är dess pinout:

Efter att ha kopplat en klockkvarts till denna krets producerade oscilloskopet följande oscillogram:

Förresten, påminner den här delen av diagrammet dig om något?

Är inte denna del av kretsen som används för att klocka AVR-mikrokontroller?

Hon är den! Det är bara det att de saknade elementen i kretsen redan finns i själva MK;-)

Fördelar med kristalloscillatorer

Fördelarna med kvartsfrekvensoscillatorer är deras höga frekvensstabilitet. I grund och botten är det 10 -5 - 10 -6 från det nominella värdet eller, som de ofta säger, ppm (från engelska. delar per miljon)- miljondelar, det vill säga en miljondel eller siffran 10 -6. Frekvensavvikelsen i en eller annan riktning i en kvartsoscillator är främst förknippad med förändringar i omgivningstemperaturen, såväl som med åldrandet av kvarts. När kvartsen åldras blir kvartsoscillatorns frekvens lite mindre varje år med cirka 1,8x10 -7 från det nominella värdet. Om jag till exempel tog kvarts med en frekvens på 10 Megahertz (10 000 000 Hertz) och sätter den i kretsen, så kommer dess frekvens att sjunka med cirka 2 Hertz om ett år;-) Jag tror att det är ganska acceptabelt.

För närvarande produceras kvartsoscillatorer i form av kompletta moduler. Vissa företag som tillverkar sådana generatorer uppnår frekvensstabilitet på upp till 10 -11 från det nominella värdet! Se färdiga moduler sådär:

eller så

Sådana kristalloscillatormoduler har huvudsakligen 4 utgångar. Här är pinouten för en fyrkantig kristalloscillator:

Låt oss kolla en av dem. Det står 1 MHz

Här är hans vy bakifrån:

Här är dess pinout:

Genom att applicera en konstant spänning från 3,3 till 5 volt med ett plus på 8 och ett minus på 4, från utgång 5 fick jag en ren, jämn, vacker fyrkantvåg med en frekvens skriven på en kvartsoscillator, det vill säga 1 Megahertz, med mycket små utsläpp.

Tja, det här är en syn för ömma ögon!

Och den kinesiska generatorfrekvensmätaren visade den exakta frekvensen:

Härifrån drar vi slutsatsen: det är bättre att köpa en färdig kvartsoscillator än att slösa mycket tid och nerver på att installera Pierce-kretsen. Pierces krets kommer att vara lämplig för att testa resonatorer och för dina olika hemgjorda projekt.

En resonator är ett system som är kapabelt till oscillerande rörelser med maximal amplitud under vissa förhållanden. Kvartsresonator - en kvartsplatta, vanligtvis i form av en parallellepiped, fungerar på detta sätt när växelström appliceras (frekvensen är olika för olika plattor). Driftsfrekvensen för denna del bestäms av dess tjocklek. Beroendet här är det motsatta. De tunnaste plattorna har den högsta frekvensen (inte överstigande 50 MHz).

I sällsynta fall kan en frekvens på 200 MHz uppnås. Detta är endast tillåtet när man arbetar på en överton (en mindre frekvens högre än huvudtonen). Specialfilter kan undertrycka grundfrekvensen hos en kvartsplatta och framhäva dess multipla övertonsfrekvens.

Endast udda övertoner (ett annat namn för övertoner) är lämpliga för drift. Dessutom, när du använder dem, ökar frekvensavläsningarna vid lägre amplituder. Vanligtvis är det maximala en niofaldig minskning av våghöjden. Dessutom blir det svårt att upptäcka förändringar.

Kvarts är ett dielektrikum. I kombination med ett par metallelektroder förvandlas den till en kondensator, men dess kapacitet är liten och det är ingen idé att mäta den. I diagrammet visas denna del som en kristallin rektangel mellan kondensatorplattorna. En kvartsplatta, liksom andra elastiska kroppar, kännetecknas av närvaron av sin egen resonansfrekvens, beroende på dess storlek. Tunna plattor har en högre resonansfrekvens. Som ett resultat: du behöver bara välja en platta med sådana parametrar där frekvensen mekaniska vibrationer skulle sammanfalla med frekvensen för den växelspänning som appliceras på plattan. Quartz wafer, lämplig endast vid användning av växelström eftersom D.C. kan endast framkalla en enda kompression eller dekompression.

Som ett resultat är det uppenbart att kvarts är ett mycket enkelt resonantsystem (med alla egenskaper som finns i oscillerande kretsar), men detta minskar inte alls kvaliteten på dess arbete.

En kvartsresonator är ännu effektivare. Dess kvalitetsfaktor är 10 5 - 10 7. Kvartsresonatorer ökar kondensatorns totala livslängd på grund av deras temperaturstabilitet, hållbarhet och tillverkningsbarhet. Delarnas ringa storlek gör dem också lättare att använda. Men den viktigaste fördelen är möjligheten att ge en stabil frekvens.

De enda nackdelarna inkluderar det smala intervallet för att justera den befintliga frekvensen med frekvensen av externa element.

I alla fall är kvartsresonatorer mycket populära och används i klockor, många radioelektronik och andra enheter. I vissa länder installeras kvartsplåtar direkt på trottoarerna och människor producerar energi genom att helt enkelt gå fram och tillbaka.

Funktionsprincip

Funktionerna hos en kvartsresonator tillhandahålls av den piezoelektriska effekten. Detta fenomen provocerar händelsen elektrisk laddning i fall mekanisk deformation av vissa typer av kristaller inträffar (naturliga inkluderar kvarts och turmalin). Laddningens kraft är direkt beroende av deformationskraften. Detta kallas den direkta piezoelektriska effekten. Kärnan i den omvända piezoelektriska effekten är att om en kristall utsätts för ett elektriskt fält kommer den att deformeras.

Funktionskontroll

Det finns flera enkla metoder för att kontrollera kvarts tillstånd i ett urverk. Här är ett par av dem:

1. För att exakt bestämma resonatorns tillstånd måste du ansluta ett oscilloskop eller frekvensmätare till generatorutgången. Nödvändiga data kan beräknas med hjälp av Lissajous-siffror. Under sådana omständigheter är det emellertid möjligt att oavsiktligt excitera kvartsrörelser vid både övertoniska och fundamentala frekvenser. Detta kan skapa felaktiga mätningar. Denna metod kan användas i området från 1 till 10 MHz.
2. Generatorns driftfrekvens beror på kvartsresonatorn. När energi tillförs producerar generatorn pulser som sammanfaller med frekvensen för huvudresonansen. En serie av dessa pulser leds genom en kondensator, som filtrerar bort DC-komponenten och lämnar endast övertoner, och själva pulserna överförs till en analog frekvensmätare. Den kan enkelt konstrueras av två dioder, en kondensator, ett motstånd och en mikroamperemeter. Beroende på frekvensavläsningarna kommer även spänningen på kondensatorn att ändras. Den här metoden skiljer sig inte heller i noggrannhet och kan endast användas i intervallet från 3 till 10 MHz.

I allmänhet kan tillförlitlig testning av kvartsresonatorer endast utföras när de byts ut. Och du bör bara misstänka ett haveri av resonatorn i mekanismen som en sista utväg. Även om detta inte gäller bärbar elektronik som utsätts för frekventa fall.

Oscillationer spelar en av de viktigaste rollerna i modern värld. Så, det finns till och med en så kallad strängteori, som hävdar att allt runt omkring oss bara är vågor. Men det finns andra alternativ för att använda denna kunskap, och en av dem är en kvartsresonator. Det råkar vara så att någon utrustning periodvis misslyckas, och de är inget undantag. Hur kan man säkerställa att det efter en negativ incident fortfarande fungerar som det ska?

Låt oss säga ett ord om kvartsresonatorn

En kvartsresonator är en analog till en oscillerande krets baserad på induktans och kapacitans. Men det är skillnad mellan dem till förmån för den första. Som bekant används begreppet kvalitetsfaktor för att karakterisera en oscillerande krets. I en kvartsbaserad resonator når den mycket höga värden - i intervallet 10 5 -10 7 . Dessutom är det mer effektivt för hela kretsen när temperaturen ändras, vilket leder till längre livslängd för delar som kondensatorer. Beteckningen på kvartsresonatorer i diagrammet är i form av en vertikalt placerad rektangel, som är "sandwich" på båda sidor av plattor. Externt på ritningarna liknar de en hybrid av en kondensator och ett motstånd.

Hur fungerar en kvartsresonator?

En platta, ring eller stång skärs från en kvartskristall. Åtminstone två elektroder, som är ledande remsor, appliceras på den. Plattan är fixerad och har sin egen resonansfrekvens av mekaniska vibrationer. När spänning appliceras på elektroderna uppstår kompression, skjuvning eller böjning på grund av den piezoelektriska effekten (beroende på hur kvartsen skars). Den oscillerande kristallen i sådana fall fungerar som en induktor. Om frekvensen på spänningen som tillförs är lika med eller mycket nära dess naturliga värden, krävs mindre energi vid betydande skillnader för att upprätthålla driften. Nu kan vi gå vidare till att belysa huvudproblemet, varför denna artikel om en kvartsresonator skrivs. Hur kontrollerar man dess funktionalitet? 3 metoder valdes ut, som kommer att diskuteras.

Metod nr 1

Här spelar KT368-transistorn rollen som en generator. Dess frekvens bestäms av en kvartsresonator. När ström tillförs börjar generatorn fungera. Den skapar impulser som är lika med frekvensen för dess huvudresonans. Deras sekvens passerar genom en kondensator, som betecknas som C3 (100r). Den filtrerar DC-komponenten och överför sedan själva pulsen till en analog frekvensmätare, som är byggd på två D9B-dioder och följande passiva element: kondensator C4 (1n), motstånd R3 (100k) och en mikroamperemeter. Alla andra element tjänar till att säkerställa kretsens stabilitet och så att ingenting brinner ut. Beroende på inställd frekvens kan spänningen på kondensator C4 ändras. Detta är en ganska ungefärlig metod och dess fördel är lätthet. Och följaktligen, ju högre spänningen är, desto högre blir resonatorns frekvens. Men det finns vissa begränsningar: du bör prova det på den här kretsen endast i fall där det är inom det ungefärliga intervallet tre till tio MHz. Att testa kvartsresonatorer som går utöver dessa värden faller vanligtvis inte under amatörradioelektronik, men nedan kommer vi att överväga en ritning vars räckvidd är 1-10 MHz.

Metod nummer 2

För att öka noggrannheten kan du ansluta en frekvensmätare eller oscilloskop till generatorutgången. Då kommer det att vara möjligt att beräkna önskad indikator med hjälp av Lissajous-siffror. Men tänk på att i sådana fall är kvartsen exciterad, både vid övertoner och vid grundfrekvensen, vilket i sin tur kan ge en betydande avvikelse. Titta på diagrammen nedan (denna och den föregående). Som du kan se finns det olika sätt leta efter frekvensen, och sedan måste du experimentera. Det viktigaste är att följa säkerhetsföreskrifterna.

Kontrollerar två kvartsresonatorer samtidigt

Denna krets låter dig avgöra om två kvartsmotstånd som arbetar inom intervallet en till tio MHz är funktionsdugliga. Tack vare det kan du också känna igen chocksignalerna som går mellan frekvenserna. Därför kan du inte bara bestämma prestandan, utan också välja kvartsmotstånd som är mest lämpade för varandra när det gäller deras prestanda. Kretsen är implementerad med två masteroscillatorer. Den första av dem fungerar med en ZQ1-kvartsresonator och är implementerad på en KT315B-transistor. För att kontrollera driften måste utspänningen vara större än 1,2 V och tryck på SB1-knappen. Den indikerade indikatorn motsvarar en högnivåsignal och en logisk enhet. Beroende på kvartsresonatorn kan det erforderliga värdet för testning ökas (spänningen kan ökas varje test med 0,1A-0,2V till det rekommenderade värdet). officiella instruktioner om användningen av mekanismen). I det här fallet kommer utgången DD1.2 att vara 1 och DD1.3 kommer att vara 0. Också, vilket indikerar kvartsoscillatorns funktion, kommer HL1 LED att tändas. Den andra mekanismen fungerar på liknande sätt och kommer att rapporteras av HL2. Om du startar dem samtidigt kommer även HL4 LED att tändas.

När frekvenserna för två generatorer jämförs skickas deras utsignaler från DD1.2 och DD1.5 till DD2.1 DD2.2. Vid de andra växelriktarnas utgångar tar kretsen emot en pulsbreddsmodulerad signal för att sedan jämföra prestandan. Du kan se detta visuellt genom att blinka med HL4 LED. För att förbättra noggrannheten läggs en frekvensmätare eller oscilloskop till. Om de faktiska indikatorerna skiljer sig åt med kilohertz, tryck på SB2-knappen för att fastställa en kvarts med högre frekvens. Då kommer den första resonatorn att minska sina värden, och tonen i ljussignalen blir mindre. Då kan vi med säkerhet säga att ZQ1 är högre frekvens än ZQ2.

Funktioner av kontroller

När du alltid kontrollerar:

1. Läs instruktionerna som följde med kvartsresonatorn;
2. Följ säkerhetsföreskrifterna.

Möjliga orsaker till fel

Det finns en hel del sätt att inaktivera din kvartsresonator. Det är värt att bekanta dig med några av de mest populära för att undvika problem i framtiden:

1. Faller från höjder. Den mest populära anledningen. Kom ihåg: du bör alltid hålla ordning på ditt arbetsområde och övervaka dina handlingar.
2. Förekomst av konstant spänning. I allmänhet är kvartsresonatorer inte rädda för det. Men det fanns prejudikat. För att kontrollera dess funktionalitet, anslut en 1000 mF kondensator i serie - detta steg kommer att återställa den till drift eller undvika negativa konsekvenser.
3. Signalamplituden är för stor. Detta problem kan lösas på olika sätt:

• Flytta genereringsfrekvensen något åt ​​sidan så att den skiljer sig från huvudindikatorn för den mekaniska resonansen av kvarts. Detta är ett mer komplext alternativ.
• Minska antalet volt som driver själva generatorn. Detta är ett enklare alternativ.
• Kontrollera om kvartsresonatorn verkligen är ur funktion. Så orsaken till aktivitetsminskningen kan vara flöde eller främmande partiklar (i det här fallet är det nödvändigt att rengöra det noggrant). Det kan också vara så att isoleringen användes för aktivt och att den förlorade sina egenskaper. För att kontrollera denna punkt kan du löda en "trepunkt" på KT315 och kontrollera den med en axel (samtidigt som du kan jämföra aktiviteten).

Slutsats

Artikeln diskuterade hur man kontrollerar funktionaliteten hos sådana element elektriska diagram, som frekvensen för en kvartsresonator, såväl som deras egenskaper. Metoder för att fastställa nödvändig information diskuterades, liksom möjliga orsaker varför de misslyckas under drift. Men för att undvika negativa konsekvenser, arbeta alltid med ett klart huvud - och då kommer driften av kvartsresonatorn att vara mindre störande.

Hur kontrollerar man en kvartsresonator? Kontrollera kvartsresonatorer

Oscillationer spelar en av de viktigaste rollerna i den moderna världen. Så, det finns till och med den så kallade strängteorin, som hävdar att allt runt omkring oss bara är vågor. Men det finns andra alternativ för att använda denna kunskap, och en av dem är en kvartsresonator. Det händer att oavsett vilken utrustning ibland går sönder, och de är inget undantag. Hur kan du se till att den fortfarande fungerar som den ska efter en negativ incident?

Låt oss säga ett ord om kvartsresonatorn

En kvartsresonator är en analog till en oscillerande krets baserad på induktans och kapacitans. Men det är skillnad mellan dem till förmån för den första. Som tydligt används begreppet kvalitetsfaktor för egenskaperna hos en oscillerande krets. I en kvartsbaserad resonator uppnår den mycket stora värden - i intervallet 10 5 -10 7. Dessutom är det mer effektivt för hela kretsen när temperaturen ändras, vilket leder till längre livslängd för delar som kondensatorer. Beteckningen på kvartsresonatorer i diagrammet är i form av en vertikalt placerad rektangel, som är "sandwich" på båda sidor av plattor. Från utsidan, på ritningarna, liknar de en hybrid av en kondensator och ett motstånd.

Hur fungerar en kvartsresonator?

En platta, ring eller stång skärs från en kvartskristall. Åtminstone två elektroder appliceras på den, vilka är ledande remsor. Plattan är fixerad och har sin egen resonansfrekvens av mekaniska vibrationer. När spänning appliceras på elektroderna uppstår kompression, skjuvning eller böjning på grund av den piezoelektriska effekten (beroende på hur kvartsen skars). Den oscillerande kristallen i sådana fall fungerar som en induktor. Om frekvensen på spänningen som tillförs är lika med eller mycket nära dess värden, krävs minsta mängd energi, med betydande skillnader, för att upprätthålla driften. Nu kan vi gå vidare till ljuset av huvudproblemet, vilket är anledningen till att den här artikeln om kvartsresonatorn faktiskt skrivs. Hur kolla upp dess prestanda? 3 metoder valdes ut, som kommer att diskuteras.

Metod nr 1

Läs också

Här spelar KT368-transistorn rollen som en generator. Dess frekvens bestäms av en kvartsresonator. När ström tillförs börjar generatorn fungera. Den skapar impulser som är lika med frekvensen för dess huvudresonans. Deras sekvens passerar genom en kondensator, som betecknas som C3 (100r). Den filtrerar DC-komponenten och överför sedan själva pulsen till en analog frekvensmätare, som är byggd på 2 D9B-dioder och följande passiva element: kondensator C4 (1n), motstånd R3 (100k) och en mikroamperemeter. Alla andra element tjänar till att säkerställa kretsens stabilitet och så att ingenting brinner ut. Beroende på inställd frekvens kan spänningen på kondensator C4 ändras. Detta är en ganska vägledande metod och dess fördel är lätthet. Och följaktligen, ju högre spänningen är, desto högre blir resonatorns frekvens. Men det finns vissa begränsningar: du bör prova det på den här kretsen endast i fall där det är inom det ungefärliga intervallet 3 till 10 MHz. Undersökning kvartsresonatorer, vad som går utöver dessa värden faller vanligtvis inte under amatörradioelektronik, men ytterligare överväganden kommer att tas till en ritning vars spektrum är 1-10 MHz.

Hur man kontrollerar en kvartsresonator

Det vanliga schemat för kontroller kvartsresonatorer, och om du lägger till kretsen multimeter med förmågan att mäta...

Kontrollera kvartsresonatorer

Det vanliga schemat för kontroller prestanda av kvartsresonatorer, samt möjligheten kontroller frekvenser...

Metod nummer 2

För att öka noggrannheten kan du ansluta en frekvensmätare eller oscilloskop till generatorns utgång. Då kommer det att vara möjligt att beräkna önskad indikator med hjälp av Lissajous-siffror. Men tänk på att i sådana fall är kvartsen exciterad, både vid övertoner och vid grundfrekvensen, vilket i sin tur kan ge en betydande avvikelse. Titta på diagrammen nedan (denna och den föregående). Du förstår, det finns olika metoder för att hitta frekvensen, och här måste du experimentera. Det viktigaste är att följa säkerhetsföreskrifterna.

Kollar två på en gång kvartsresonatorer

Läs också

Denna krets låter dig avgöra om två kvartsmotstånd som arbetar i området från 1 till 10 MHz är i drift. Tack vare det kan du också ta reda på chocksignalerna som uppstår mellan frekvenserna. Därför kan du inte bara hitta prestanda, utan också välja kvartsmotstånd som är mer lämpade för varandra när det gäller deras prestanda. Kretsen är implementerad med 2 masteroscillatorer. Den första av dem fungerar med en ZQ1-kvartsresonator och är implementerad på en KT315B-transistor. Så att kolla upp drift bör utspänningen vara större än 1,2 V och tryck på SB1-knappen. Den indikerade indikatorn motsvarar den högsta signalnivån och en logisk enhet. Beroende på kvartsresonatorn kan det erforderliga värdet för testning ökas (spänningen kan ökas varje test med 0,1A-0,2V till det som rekommenderas i de officiella instruktionerna för användning av mekanismen). I det här fallet kommer utgången DD1.2 att vara 1 och DD1.3 kommer att vara 0. Även, vilket indikerar kvartsoscillatorns funktion, kommer HL1 LED att lysa. Den andra mekanismen fungerar på liknande sätt och kommer att rapporteras av HL2. Om du startar dem direkt kommer HL4 LED fortfarande att lysa.

När frekvenserna för två generatorer jämförs skickas deras utsignaler från DD1.2 och DD1.5 till DD2.1 DD2.2. Vid de andra växelriktarnas utgångar tar kretsen emot en pulsbreddsmodulerad signal för att senare jämföra egenskaperna. Du kan se detta visuellt med den flimrande LED HL4. För att förbättra noggrannheten, lägg till en frekvensmätare eller oscilloskop. Om de faktiska egenskaperna skiljer sig åt med kilohertz, tryck på SB2-knappen för att fastställa en kvarts med högre frekvens. Då kommer den första resonatorn att minska sina värden, och tonen i ljussignalen blir mindre. Då kan vi med säkerhet säga att ZQ1 har en högre frekvens än ZQ2.

När du alltid kontrollerar:

1. Läs anteckningen som kvartsresonatorn har;
2. Följ säkerhetsföreskrifterna.

Möjliga orsaker till fel

Det finns ganska många metoder för att visa dina egna kvartsresonator ur funktion. Det är värt att bekanta sig med några av de mest populära för att undvika problem i framtiden:

1. Faller från höjder. Den mest populära anledningen. Kom ihåg: du bör alltid hålla din arbetsplats i perfekt ordning och titta på dina handlingar.
2. Förekomsten av konstant spänning. I allmänhet är kvartsresonatorer inte rädda för det. Men det fanns prejudikat. För att kontrollera dess funktion, slå på 1000 mF-kondensatorn en i taget - detta steg kommer att återställa den till drift eller undvika negativa konsekvenser.
3. Mycket stor signalamplitud. Detta problem kan lösas med olika metoder:

• Flytta genereringsfrekvensen något åt ​​sidan så att den skiljer sig från huvudindikatorn för den mekaniska resonansen av kvarts. Detta är ett svårare alternativ.
• Minska antalet volt som driver själva generatorn. Detta är ett enklare alternativ.
• Kolla om den är ute kvartsresonator verkligen ur funktion. Så orsaken till aktivitetsminskningen kan vara flöde eller främmande partiklar (i det här fallet måste det rengöras noggrant). Det kan också vara så att isoleringen användes mycket intensivt och att den förlorade sina egenskaper. För en kontrollkontroll på denna punkt kan du löda en "trepunkt" på KT315 och kontrollera den med en axel (du kan omedelbart jämföra aktiviteten).