Bir kuvars rezonatör, mekanik rezonansın yanı sıra piezoelektrik etki üzerine inşa edilmiş elektronik bir cihazdır. Taşıyıcı frekansını saat ve zamanlayıcı olarak ayarladığı radyo istasyonları tarafından kullanılır ve bunlarda 1 saniyelik bir aralık sabitlenir.
İçerik
Nedir ve neden gereklidir?
Cihaz, yüksek hassasiyetli harmonik salınımlar sağlayan bir kaynaktır. Analoglarla karşılaştırıldığında, daha yüksek iş verimliliğine ve kararlı parametrelere sahiptir.
Modern cihazların ilk örnekleri 1920-1930'da radyo istasyonlarında ortaya çıktı. taşıyıcı frekansını ayarlayabilen kararlı çalışmaya sahip elemanlar olarak. Bunlar:
- 1917'de Alexander M. Nicholson'ın icadı sonucunda ortaya çıkan ve kararsızlık ile karakterize edilen Rochelle tuz kristali rezonatörlerinin yerini aldılar;
- daha önce kullanılan devreyi, yüksek kalite faktöründe (300'e kadar) farklılık göstermeyen ve sıcaklık değişikliklerine bağlı olan bir bobin ve bir kapasitör ile değiştirdiler.
Biraz sonra, kuvars rezonatörleri zamanlayıcıların ve saatlerin ayrılmaz bir parçası oldu. İkili 15 bitlik bir sayaçta 1 saniyelik bir zaman aralığı ayarlayan 32768 Hz doğal rezonans frekansına sahip elektronik bileşenler.
Cihazlar bugün şu alanlarda kullanılmaktadır:
- ortam sıcaklığından bağımsız olarak iş doğruluğunu sağlayan kuvars saatler;
- göstergelerin yüksek doğruluğunu garanti eden ölçüm cihazları;
- dip haritalarının araştırılmasında ve oluşturulmasında, resiflerin, sığlıkların sabitlenmesinde, sudaki cisimlerin aranmasında kullanılan deniz ekosu iskandilleri;
- frekansları sentezleyen referans osilatörlerine karşılık gelen devreler;
- SSB veya telgraf sinyalinin dalga gösterimi için kullanılan şemalar;
- ara frekanslı bir DSB sinyaline sahip radyo istasyonları;
- bant geçiren filtreler süperheterodin tipi alıcılarLC filtrelerinden daha kararlı ve kaliteli olan .
Cihazlar farklı kasalarla üretilmektedir. Toplu montajda kullanılan çıkış ve yüzey montajında kullanılan SMD olarak ayrılırlar.
Çalışmaları, aşağıdakileri etkileyen anahtarlama devresinin güvenilirliğine bağlıdır:
- gerekli değerden frekans sapması, parametre kararlılığı;
- cihaz yaşlanma oranı;
- yükleme kapasitesi.
Bir kuvars rezonatörünün özellikleri
Cihazı birçok elektronik devrede vazgeçilmez kılan ve cihazın kapsamını açıklayan daha önce var olan analogları geride bırakır.Bu, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki buluştan bu yana ilk on yılda (diğer ülkeleri saymazsak) 100 binden fazla cihaz üretildiği gerçeğiyle doğrulanır.
Cihazların popülaritesini ve talebini açıklayan kuvars rezonatörlerin olumlu özellikleri arasında:
- değerleri - 104-106 - daha önce kullanılan analogların parametrelerini aşan iyi kalite faktörü (300 kalite faktörüne sahiptirler);
- milimetrenin kesirlerinde ölçülebilen küçük boyutlar;
- sıcaklığa direnç, dalgalanmaları;
- uzun hizmet ömrü;
- üretim kolaylığı;
- manuel ayarları kullanmadan yüksek kaliteli kademeli filtreler oluşturma yeteneği.
Kuvars rezonatörlerinin dezavantajları da vardır:
- dış elemanlar, frekansı dar bir aralıkta ayarlamanıza izin verir;
- kırılgan bir yapıya sahip;
- aşırı ısıya tahammül etmeyin.
Bir kuvars rezonatörünün çalışma prensibi
Cihaz, kuvars bir plaka üzerinde ve düşük sıcaklıkta kendini gösteren piezoelektrik etki temelinde çalışır. Eleman, belirtilen açıyı gözlemleyerek tek bir kuvars kristalinden kesilir. İkincisi, rezonatörün elektrokimyasal parametrelerini belirler.
Plakalar her iki tarafta bir gümüş tabaka ile kaplanmıştır (platin, nikel, altın uygundur). Daha sonra mühürlü olan mahfazaya sıkıca sabitlenirler. Cihaz, kendi rezonans frekansına sahip bir salınım sistemidir.
Elektrotlar alternatif bir voltaja maruz kaldığında, piezoelektrik özelliği olan kuvars levha bükülür, büzülür, kayar (kristalin işlenme türüne bağlı olarak). Aynı zamanda, bir salınım devresinde bulunan bir indüktörde olduğu gibi, içinde bir karşı EMF belirir.
Plakanın doğal titreşimleriyle örtüşen bir frekansta voltaj uygulandığında cihazda rezonans gözlenir. Eşzamanlı:
- bir kuvars elementi salınımların genliğini arttırır;
- rezonatörün direnci büyük ölçüde azalır.
Eşit frekanslarda salınımları sürdürmek için gereken enerji düşüktür.
Elektrik devresinde bir kuvars rezonatörünün tanımı
Cihaz, bir kapasitöre benzer şekilde tasarlanmıştır. Fark: dikey bölümler arasına bir dikdörtgen yerleştirilir - kuvars kristalinden yapılmış bir plakanın sembolü. Dikdörtgenin kenarları ve kapasitör plakası bir boşlukla ayrılmıştır. Diyagramın yakınında, cihazın bir harf tanımı olabilir - QX.
Bir kuvars rezonatörü nasıl test edilir
Güçlü bir darbe aldıklarında küçük cihazlarla ilgili sorunlar ortaya çıkar. Bu, tasarımda rezonatör içeren cihazlar düştüğünde olur. İkincisi başarısız olur ve aynı parametrelere göre değiştirilmesi gerekir.
Rezonatörün performans açısından kontrol edilmesi bir test cihazı gerektirir. Bir KT3102 transistör, 5 kapasitör ve 2 direnç temelli bir devreye göre monte edilir (cihaz, bir transistör üzerine monte edilmiş bir kuvars osilatöre benzer).
Cihaz, transistörün tabanına ve bağlı bağlantılarda, bağlantılarda negatif kutbuna, koruyucu bir kapasitör takılarak korunmalıdır. Anahtarlama devresinin güç kaynağı sabittir - 9V. Ayrıca, transistörün girişine, çıkışına - kapasitör aracılığıyla - rezonatörün frekans parametrelerini sabitleyen bir frekans ölçere bağlanırlar.
Şema, salınım devresini kurarken kullanılır.Rezonatör iyi durumda olduğunda, bağlandığında, transistörün emitöründe alternatif bir voltajın ortaya çıkmasına neden olan salınımlar üretir. Ayrıca, voltaj frekansı, rezonatörün benzer bir özelliği ile çakışmaktadır.
Frekans ölçer bir frekansın oluşumunu tespit etmez veya bir frekansın varlığını tespit etmezse cihaz arızalıdır, ancak bu ya nominal değerden çok farklıdır veya kasa bir havya ile ısıtıldığında büyük ölçüde değişir.
Benzer makaleler:
