Hem › Navigatörer › Hur man mäter frekvensen av kvarts. Kvartsresonator - struktur, funktionsprincip, hur man kontrollerar. Kontrollerar två kvartsresonatorer samtidigt

Hur man mäter frekvensen av kvarts. Kvartsresonator - struktur, funktionsprincip, hur man kontrollerar. Kontrollerar två kvartsresonatorer samtidigt

Kvartsresonatorer, liksom de flesta andra radiokomponenter, är det önskvärt att kontrollera prestanda innan de används i amatörradioövningar. Ett av de enklaste systemen för en sådan sond publicerades i en tjeckisk amatörradiotidning. Sondkretsen är extremt enkel att repetera, därför är den av intresse för ett brett spektrum av radioamatörer.

Schema för en kvartsresonator

Kvartsresonatorer är bland de enklaste radiokomponenterna, men radioamatörer har praktiskt taget inga instrument för att testa dem före användning. Detta leder ibland till missförstånd. Utåt kan kvartsresonatorn inte ha någon skada, 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 till att göra en första kontroll av kvartsresonatorer redan innan de används. enkel design beskrivs i.

Den testade kvartsresonatorn är ansluten till kontakterna K2 (Fig. 1). En bredområdesgenerator är gjord på transistorn T1. Den är utformad för att testa kvarts, vars arbetsfrekvens är i intervallet 1 ... 50 MHz. Efter att ha ändrat parametrarna för vissa radiokomponenter i kretsen, i synnerhet. C2 och SZ. du kan kolla andra kvartser.

I händelse av att kvartsresonatorn är i drift. på transistorns T1 emitter finns en högfrekvent växelspänning. Den likriktas av dioderna D1, D2, utjämnas 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" och så vidare.

En kvartsoscillator är en frekvensgenerator och innehåller. Det finns i princip två typer av kristalloscillatorer:

de som kan mata ut en sinusformad signal

och de som producerar en fyrkantsvåg

Den vanligaste fyrkantvågssignalen inom elektronik

Pierce-schema

För att excitera kvarts vid resonansfrekvensen måste vi sätta ihop en krets. Mest enkel krets att hetsa upp kvarts - det här är en klassiker Pierce generator, som består av endast en fälteffekttransistor och ett litet band 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-reaktionen för att avgöra om ni hade en sond eller inte. Efter ett tag kom sjuksköterskor och mätte din hudreaktion på detta vaccin med en linjal.

När detta vaccin gavs var det omöjligt att repa injektionsstället. Men jag, som då fortfarande var grön, var på trumman. Så fort jag lugnt började skrapa på injektionsstället ville jag skrapa ännu mer)) Och nu frös hastigheten på handen som repade vaccinet vid någon topp, eftersom jag kunde svänga med handen med en maximal frekvens av 15 Hertz. Vaccination Jag svullnade på golvet i min arm)) Och till och med en gång tog de mig för att donera blod på misstanke om tuberkulos, men som det visade sig hittade de mig inte. Det är inte förvånande ;-).

Så vad säger jag här skämt från livet? Faktum är att denna skabbvaccination är den mest positiva feedbacken. Det vill säga, medan jag inte rörde den, ville jag inte repa den. Men så fort jag kliade mjukt började det klia mer och jag började klia mer och klådan blev ännu mer osv. Om det inte fanns några fysiska begränsningar på min hand, så skulle vaccinationsplatsen redan ha varit nedsliten till köttet. Men jag kunde bara vifta med handen vid en viss maxfrekvens. Så, kvartsoscillatorn har samma princip ;-). Jag gav en liten impuls, och den börjar accelerera och stannar redan vid parallellresonansfrekvensen ;-). Låt oss bara säga "fysisk begränsning".

Först och främst måste vi välja en induktor. Jag tog en toroidformad kärna och lindade flera varv från MGTF-tråden

Hela processen styrdes med hjälp av en LC-mätare, vilket uppnådde ett nominellt värde, som i diagrammet - 2,5 mH. Om det inte blev nog, lade han till vändningar, om han överdrev det nominella värdet 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 monterade en kvartsoscillator, applicerad spänning, det återstår bara att ta bort signalen från utgången från vår egentillverkade generator. Digitalt oscilloskop tar över

Först och främst tog jag kvartsen till den högsta frekvensen jag har: 32 768 megahertz. Förväxla det inte med klockkvarts (om honom kommer diskuteras 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 fluktuerade. Skärmdump vad jag gjorde:

Frekvensen visas också mer eller mindre korrekt.

På samma sätt kontrollerar vi all annan kvarts som jag har.

Här är ett oscillogram av kvarts på 16 megahertz:

Oscilloskopet visade en frekvens på exakt 16 megahertz.

Här ställer jag in kvarts till 6 megahertz:

Exakt 6 megahertz

Vid 4 megahertz:

Allt ok.

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

Ovan står det 1000 Kilohertz = 1 MegaHertz ;-)

Låt oss titta på vågformen:

Arbetstagare!

Med en stark önskan kan du till och med mäta frekvensen med en kinesisk frekvensgenerator:

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

titta kvarts

Med klockkvarts vägrade kristalloscillatorn enligt Pierce-schemat att fungera.

"Vad är klockkvarts?" - du frågar. Klockkvarts är en kvarts med en frekvens på 32 768 Hertz. Varför har den en så konstig frekvens? Poängen är att 32 768 är 2 15 . Sådan kvarts fungerar tillsammans med ett 15-bitars räknarchip. Detta är vårt K176IE5-chip.

Funktionsprincipen för denna mikrokrets är som följer:Efter att den har räknat 32 768 pulser ger den ut en puls på ena benen. Denna impuls på ett ben med en kvartsresonator på 32 768 Hertz visas exakt en gång per sekund. Och som ni minns är en svängning en gång per sekund 1 Hertz. Det vill säga, på detta ben kommer pulsen att ges med en frekvens på 1 Hertz. Och om så är fallet, varför inte använda det på några timmar? Därav namnet -.

För närvarande, i armbandsur och andra mobila prylar, är denna räknare och kvartsresonator inbyggd i en mikrokrets och ger inte bara räknande sekunder, utan även ett antal andra funktioner, såsom väckarklocka, kalender, etc. Sådana mikrokretsar kallas RTC (R eaal T ime C lås) eller översatt från den borgerliga Real Time Clock.

Pierces krets för en fyrkantsvåg

Så, tillbaka till Pierces plan. Pierces tidigare krets genererar en sinusformad signal

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

Och här är hon:

Valörerna för vissa radioelement kan ändras inom ett ganska brett område. Till exempel kan kondensatorerna C1 och C2 variera från 10pF till 100pF. Här är regeln denna: ju lägre kvartsfrekvensen är, desto lägre ska kondensatorns kapacitans vara. För klockkvarts kan kondensatorer levereras med ett nominellt värde på 15-18 pF. Om kvarts med en frekvens på 1 till 10 megahertz, då kan du sätta 22-56 pF. Om du inte vill krångla så sätt bara 22 pF kondensatorer. Du kommer inte gissa rätt.

Också en liten not att notera: genom att ändra värdet på kondensatorn C1 kan du justera resonansfrekvensen i mycket tunna gränser.

Motstånd R1 kan ändras från 1 till 20 MΩ och R2 från noll till 100 kΩ. Det finns också en regel här: ju lägre frekvens kvartsen har, 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. Hon är inte särskilt snabb. Den består av sex växelriktare, men vi kommer att använda endast en växelriktare:

Här är hennes pinout:

Genom att ansluta klockkvarts till denna krets producerade oscilloskopet följande vågform:

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

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

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

Fördelar med kristalloscillatorer

Fördelarna med kvartsfrekvensgeneratorer är högfrekvensstabilitet. I grund och botten är det 10 -5 - 10 -6 av det nominella eller, som de ofta säger, ppm (från engelskan. delar per miljon)- miljondelar, det vill säga en miljondel eller ett antal av 10 -6. Frekvensavvikelsen i en eller annan riktning i en kvartsoscillator beror främst på förändringar i omgivningstemperaturen, samt på åldrandet av kvarts. Med åldrandet av kvarts blir kvartsoscillatorns frekvens lite mindre varje år med cirka 1,8x10 -7 av det nominella värdet. Om jag säg tar en kvarts med en frekvens på 10 Megahertz (10 000 000 Hertz) och lägger den i kretsen, så kommer dess frekvens om ett år att sjunka med ca 2 Hertz ;-) Jag tycker att det är ganska acceptabelt.

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

eller så

Sådana kristalloscillatormoduler har i allmänhet 4 utgångar. Här är pinouten för den fyrkantiga kristalloscillatorn:

Låt oss kolla en av dem. Det står 1 MHz

Här är hans bakvy:

Här är hans pinout:

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

Tja, titta på det!

Ja, och den kinesiska generatorfrekvensmätaren visade den exakta frekvensen:

Av detta drar vi slutsatsen: det är bättre att köpa en färdig kvartsoscillator än att döda mycket tid och nerver själv för att ställa in Pierces krets. Pierces krets kommer att vara lämplig för att testa resonatorer och för dina olika gör-det-själv-projekt.

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

I sällsynta fall kan du uppnå en frekvens på 200 MHz. Detta är endast giltigt när man arbetar med en överton (en icke-fundamental frekvens som är högre än grundtonen). Specialfilter kan undertrycka den grundläggande frekvensen hos kvartsplattan och framhäva övertonsmultipeln av den.

Endast udda övertoner (ett annat namn för övertoner) är lämpliga för arbete. Dessutom, när du använder dem, ökar frekvensavläsningarna vid lägre amplituder. Vanligtvis blir en niofaldig minskning av våghöjden det maximala. 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, som beror på dess storlek. Plattor med liten tjocklek har en högre resonansfrekvens. Som ett resultat: det är bara nödvändigt att välja en platta med parametrar så att frekvensen mekaniska vibrationer skulle sammanfalla med frekvensen för den växelspänning som appliceras på plattan. Kvartsplatta, endast lämplig 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.

Kvartsresonatorn är ännu mer effektiv. Hans kvalitetsfaktor är 10 5 - 10 7 . Kvartsresonatorer ökar kondensatorns totala livslängd på grund av deras termiska stabilitet, hållbarhet och tillverkningsbarhet. Användarvänlighet läggs till av delarnas ringa storlek. Men den viktigaste fördelen är möjligheten att ge en stabil frekvens.

Bland nackdelarna är bara snävheten i intervallet för inställning av den tillgängliga 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 kvartsplattor direkt på trottoarerna och människor producerar energi bara genom att gå fram och tillbaka.

Funktionsprincip

Kvartsresonatorns funktioner tillhandahålls av den piezoelektriska effekten. Detta fenomen ger upphov till elektrisk laddning i händelse av att mekanisk deformation av vissa typer av kristaller inträffar (naturliga inkluderar kvarts och turmalin). Laddningskraften i detta fall är direkt beroende av deformationskraften. Detta kallas den direkta piezoelektriska effekten. Kärnan i den omvända piezoelektriska effekten är att om ett elektriskt fält appliceras på kristallen kommer den att deformeras.

Hälsokontroll

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

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 kvartsrörelsernas oscillerande rörelser både vid övertoniska och vid grundfrekvenser. Detta kan skapa mätfel. Denna metod kan användas i området från 1 till 10 MHz.
Generatorns frekvens beror på kvartsresonatorn. När energi appliceras producerar generatorn pulser som sammanfaller med frekvensen för huvudresonansen. En serie av dessa pulser leds genom en kondensator, som filtrerar bort den konstanta 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 över 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 en tillförlitlig kontroll av kvartsresonatorer endast utföras när de byts ut. Ja, och att misstänka ett haveri av resonatorn i mekanismen är bara i det mest extrema fallet. Även om bärbar elektronik är utsatt för frekventa fall, gäller detta inte.

Fluktuationer ges en av de viktigaste rollerna i modern värld. 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 råkar vara så att någon teknik periodvis misslyckas, och de är inget undantag. Hur säkerställer man att det efter en negativ incident fortfarande fungerar som det ska?

Låt oss säga ett ord om kvartsresonatorn

En kvartsresonator är en analog av en oscillerande krets baserad på induktans och kapacitans. Men det är skillnad mellan dem till förmån för den första. Som du vet, för att karakterisera den oscillerande kretsen, används begreppet kvalitetsfaktor. 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 påverkar den längre livslängden på delar som kondensatorer. Beteckningen av kvartsresonatorer i diagrammet utförs i form av en vertikalt placerad rektangel, som är "klämd" av plattor på båda sidor. Utåt, på ritningarna, liknar de en hybrid av en kondensator och ett motstånd.

Hur fungerar en kvartsresonator?

En platta, ring eller stång skärs ur 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, på grund av den piezoelektriska effekten, uppstår kompression, skjuvning eller böjning (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 egna värden, krävs mindre energi med betydande skillnader för att upprätthålla driften. Nu kan vi gå vidare till att belysa huvudproblemet, vilket faktiskt är anledningen till att den här artikeln skrivs om en kvartsresonator. Hur kontrollerar man dess prestanda? 3 metoder valdes ut, som kommer att diskuteras.

Metod nummer 1

Här spelar KT368-transistorn rollen som en generator. Dess frekvens bestäms av en kvartsresonator. När ström tillförs börjar generatorn att fungera. Den skapar impulser som är lika med frekvensen för dess huvudresonans. Deras sekvens passerar genom kondensatorn, som betecknas som C3 (100r). Den filtrerar DC-komponenten, och sedan överförs själva pulsen till en analog frekvensmätare, som är byggd på två D9B-dioder och sådana passiva element: kondensator C4 (1n), motstånd R3 (100k) och en mikroamperemeter. Alla andra element tjänar till kretsens stabilitet och så att ingenting brinner ut. Beroende på inställd frekvens kan spänningen som finns på kondensatorn 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 om det är i det ungefärliga intervallet tre till tio MHz. Att kontrollera kvartsresonatorer som går utöver dessa värden faller vanligtvis inte under amatörradioelektronik, men en ritning kommer att övervägas nedan, som har ett intervall på 1-10 MHz.

Metod nummer 2

För att öka noggrannheten kan du ansluta en frekvensmätare eller ett oscilloskop till generatorutgången. Då kommer det att vara möjligt att beräkna den önskade indikatorn med hjälp av Lissajous-siffrorna. Men tänk på att i sådana fall är kvartsen exciterad, både vid övertonerna och vid grundfrekvensen, vilket i sin tur kan ge en betydande avvikelse. Titta på de givna diagrammen (detta och det föregående). Som du kan se finns det olika sätt leta efter en frekvens, 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 en till tio MHz fungerar. 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 prestandan måste utspänningen vara större än 1,2 V, och du bör trycka på SB1-knappen. Den specificerade indikatorn motsvarar en högnivåsignal och en logisk enhet. Beroende på kvartsresonatorn kan det erforderliga värdet för testning ökas (det är möjligt att öka spänningen för varje test med 0,1A-0,2V till det rekommenderade värdet i officiella instruktioner om användningen av mekanismen). I det här fallet kommer utgången DD1.2 att ha 1, och DD1.3 - 0. Dessutom kommer HL1-lysdioden att lysa när kristalloscillatorn fungerar. Den andra mekanismen fungerar på liknande sätt och kommer att rapporteras av HL2. Om de startas samtidigt 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 sedan jämföra prestandan. Du kan se detta visuellt genom att blinka HL4-lampan. För att förbättra noggrannheten, lägg till en frekvensräknare eller oscilloskop. Om de verkliga 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 ljussignalernas taktslag blir mindre. Då kan vi med säkerhet säga att ZQ1 är mer högfrekvent än ZQ2.

Funktioner av kontroller

När du alltid kontrollerar:

Läs instruktionerna som kvartsresonatorn har;
Håll dig till säkerhetsåtgärder.

Möjliga orsaker till fel

Det finns en hel del sätt att inaktivera din kvartsresonator. Några av de mest populära är värda att kolla in för att undvika problem i framtiden:

Faller från en höjd. Den mest populära anledningen. Kom ihåg: det är alltid nödvändigt att hålla arbetsplatsen i perfekt ordning och övervaka dina handlingar.
Förekomsten av en konstant spänning. I allmänhet är kvartsresonatorer inte rädda för det. Men det fanns prejudikat. För att kontrollera prestandan, slå på en 1000 mF kondensator i serie - detta steg kommer att återställa den till drift eller undvika negativa konsekvenser.
Signalamplitud för hög. Du kan lösa det här problemet på olika sätt:

Ta genereringsfrekvensen lite åt sidan så att den skiljer sig från huvudindikatorn för den mekaniska resonansen av kvarts. Detta är ett svårare alternativ.
Sänk antalet volt som matar själva generatorn. Detta är ett enklare alternativ.
Kontrollera om kvartsresonatorn verkligen är ur funktion. Så orsaken till nedgången i aktivitet kan vara flöde eller främmande partiklar (i det här fallet är det nödvändigt att rengöra det noggrant). Det kan också vara så att isoleringen har använts för aktivt, och den har förlorat sina egenskaper. För en kontrollkontroll på denna artikel kan du löda en "trepunkts" på KT315 och kontrollera med en axel (samtidigt kan aktivitet jämföras).

Slutsats

Artikeln diskuterade hur man kontrollerar prestandan för sådana element. elektriska kretsar, som frekvensen för en kvartsresonator, såväl som deras egendom. Sätt att etablera den nödvändiga informationen diskuterades, liksom möjliga orsaker varför de misslyckas under drift. Men för att undvika negativa konsekvenser, arbeta alltid med ett klart huvud - och då blir kvartsresonatorns arbete mindre störande.

Quartz resonator hur man kontrollerar? Kontrollera kvartsresonatorer

Fluktuationer ges 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 teknik misslyckas då och då, och de är inget undantag här. Hur säkerställer man att det efter en negativ incident fortfarande fungerar som det ska?

Låt oss säga ett ord om kvartsresonatorn

En kvartsresonator är en analog av en oscillerande krets baserad på induktans och kapacitans. Men mellan dem är det skillnad till förmån för den första. Som är tydligt, för egenskapen hos den oscillerande kretsen, används begreppet kvalitetsfaktor. 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 påverkar den längre livslängden på delar som kondensatorer. Beteckningen av kvartsresonatorer i diagrammet utförs i form av en vertikalt placerad rektangel, som är "klämd" av plattor på båda sidor. Utåt, på ritningarna, liknar de en hybrid av en kondensator och ett motstånd.

Hur fungerar en kvartsresonator?

En platta, ring eller stång skärs ur 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, på grund av den piezoelektriska effekten, uppstår kompression, skjuvning eller böjning (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 du springa över till ljuset av huvudhindret, på grund av vilket den här artikeln faktiskt skrivs om kvartsresonatorn. Hur kolla upp dess prestanda? 3 metoder valdes ut, som kommer att diskuteras.

Metod nummer 1

Läs också

Här spelar KT368-transistorn rollen som en generator. Dess frekvens bestäms av en kvartsresonator. När ström tillförs börjar generatorn att fungera. Den skapar impulser som är lika med frekvensen för dess huvudresonans. Deras sekvens passerar genom kondensatorn, som betecknas som C3 (100r). Den filtrerar DC-komponenten, och sedan överförs själva pulsen till en analog frekvensmätare, som är byggd på 2 D9B-dioder och sådana passiva element: kondensator C4 (1n), motstånd R3 (100k) och en mikroamperemeter. Alla andra element tjänar till kretsens stabilitet och så att ingenting brinner ut. Beroende på inställd frekvens kan spänningen som finns på kondensatorn 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 om det är i det ungefärliga området från 3 till 10 MHz. Undersökning kvartsresonatorer, som går utöver dessa värden, faller vanligtvis inte under amatörradioelektronik, men en ritning med ett spektrum på 1-10 MHz kommer att övervägas ytterligare.

Hur man testar en kvartsresonator

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

Kontrollera kvartsresonatorer

Det vanliga mönstret för kontroller prestanda av kvartsresonatorer, samt möjligheten kontroller frekvens...

Metod nummer 2

För att öka noggrannheten kan du ansluta en frekvensmätare eller ett oscilloskop till generatorutgången. Då kommer det att vara möjligt att beräkna den önskade indikatorn med hjälp av Lissajous-siffrorna. Men tänk på att i sådana fall är kvartsen exciterad, både vid övertonerna och vid grundfrekvensen, vilket i sin tur kan ge en betydande avvikelse. Titta på diagrammen ovan (detta och det 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 ta reda på om två kvartsmotstånd som fungerar i intervallet från 1 till 10 MHz är i drift. Tack vare det kan du också ta reda på chocksignalerna som går mellan frekvenserna. Därför kan du inte bara hitta funktionalitet, 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 prestanda måste utspänningen vara större än 1,2 V, och du bör trycka på SB1-knappen. Den indikerade indikatorn motsvarar signalen för den högsta nivån och en logisk enhet. Beroende på kvartsresonatorn kan det erforderliga värdet för kontroll ökas (du kan öka spänningen för varje kontroll med 0,1A-0,2V till det som rekommenderas i den officiella anteckningen om användning av mekanismen). Med allt detta kommer utgången DD1.2 att ha 1, och DD1.3 - 0. Dessutom kommer HL1-LED:n att lysa om kvartsoscillatorns funktion. Den andra mekanismen fungerar på liknande sätt och kommer att rapporteras till HL2. Om du startar dem omedelbart, kommer HL4-lampan fortfarande att lysa.

När frekvenserna för 2 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 visuellt se detta med hjälp av HL4 LED:s flimmer. För att förbättra noggrannheten, lägg till en frekvensmätare eller ett oscilloskop. Om de faktiska egenskaperna skiljer sig åt med kilohertz, tryck på SB2-knappen för att bestämma en mer frekvens kvarts. Då kommer den första resonatorn att minska sina värden, och tonen i ljussignalernas taktslag blir mindre. Då kan vi med säkerhet säga att ZQ1 är mer frekvent än ZQ2.

När du alltid kontrollerar:

Läs anteckningen som kvartsresonatorn har;
Håll dig till säkerhetsåtgärder.

Möjliga orsaker till fel

Det finns många sätt att skaffa en egen kvartsresonator ur funktion. Det är värt att bekanta dig med några av de mest populära för att undvika problem i framtiden:

Faller från en höjd. Den mest populära anledningen. Kom ihåg: du måste alltid hålla arbetsplatsen i perfekt ordning och titta på dina handlingar.
Förekomsten av konstant spänning. I allmänhet är kvartsresonatorer inte rädda för det. Men det fanns prejudikat. För att kontrollera prestandan, slå på 1000 mF-kondensatorn i sin tur - detta steg kommer att återställa den till drift eller undvika negativa konsekvenser.
Mycket hög signalamplitud. Detta problem kan lösas på olika sätt:

Ta genereringsfrekvensen lite åt sidan så att den skiljer sig från huvudindikatorn för den mekaniska resonansen av kvarts. Detta är ett svårare alternativ.
Minska antalet volt som matar själva generatorn. Detta är ett enklare alternativ.
Kolla om den är ute kvartsresonator verkligen ur funktion. Så en förutsättning för en nedgång i aktivitet kan vara ett flöde eller främmande partiklar (i det här fallet måste det rengöras perfekt). Det kan också vara så att isoleringen har använts mycket intensivt och att den har förlorat sina egenskaper. För en kontrollkontroll på denna punkt kan du löda en "trepunkts" på KT315 och kontrollera med en axel (du kan omedelbart jämföra aktivitet).