Krištolo osciliatoriaus grandinė ir darbas

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Kristalinis osciliatorius yra elektroninė osciliatoriaus grandinė, naudojama pjezoelektrinės medžiagos vibruojančio kristalo mechaniniam rezonansui. Tai sukurs nurodytą dažnį elektrinį signalą. Šis dažnis paprastai naudojamas laiko sekimui, pavyzdžiui, laikrodžiai naudojami skaitmeninėse integruotose grandinėse, kad būtų užtikrintas stabilus laikrodžio signalas, taip pat naudojami radijo siųstuvų ir imtuvų dažniams stabilizuoti. Kvarciniai kristalai daugiausia naudojami radijo dažnio (RF) osciliatoriuose. Kvarcinis kristalas yra labiausiai paplitęs tipas pjezoelektrinis rezonatorius , osciliatorių grandinėse mes juos naudojame, todėl jis tapo žinomas kaip kristalų osciliatoriai. Krištoliniai osciliatoriai turi būti suprojektuoti taip, kad užtikrintų apkrovos talpą.

Yra įvairių tipų osciliatoriai elektroninės grandinės naudojami būtent: linijiniai osciliatoriai - Hartley osciliatorius, fazės poslinkio osciliatorius, Armstrongo osciliatorius, Clapp osciliatorius, „Colpitts“ osciliatorius . Relaksaciniai osciliatoriai - Royer osciliatorius, žiedinis osciliatorius, multivibratorius ir Valdomas įtampos osciliatorius (VCO). Netrukus mes išsamiai aptarsime krištolo osciliatorius, tokius kaip darbas ir krištolo osciliatoriaus taikymas.




Kas yra kvarco kristalas?

Kvarcinis kristalas pasižymi labai svarbia savybe, vadinama pjezoelektriniu efektu. Taikant mechaninį slėgį kristalo paviršiuose, kristale atsiranda įtampa, proporcinga mechaniniam slėgiui. Ta įtampa sukelia kristalo iškraipymus. Iškreipta suma bus proporcinga pritaikytai įtampai, taip pat pakaitinė įtampa, taikoma kristalui, kurį jis vibruoja natūraliu dažniu.

Kvarco kristalų grandinė

Kvarco kristalų grandinė



Žemiau pateiktas paveikslas rodo elektroninis simbolis pjezoelektrinio kristalo rezonatoriaus ir kvarco kristalo elektroniniame osciliatoriuje, kurį sudaro rezistorius, induktorius ir kondensatoriai.

Krištolo osciliatoriaus grandinės schema

Aukščiau pateiktas paveikslas yra 20psc naujas 16MHz kvarcinio kristalo osciliatorius, kuris yra vienos rūšies kristalų osciliatorius, veikiantis 16MHz dažniu.

Krištolo osciliatorius

Krištolo osciliatorius

Paprastai bipoliniai tranzistoriai arba FET naudojami statant kristalų osciliatorių grandines. Tai yra, nes operacinis stiprintuvas Jie gali būti naudojami skirtingose ​​žemo dažnio osciliatorių grandinėse, kurios yra žemesnės nei 100 KHz, bet veikia stiprintuvai neturite pralaidumo veikti. Tai bus problema aukštesniais dažniais, kurie derinami prie kristalų, kurie yra didesni nei 1MHz.


Šiai problemai įveikti sukurtas „Colpitts“ kristalinis osciliatorius. Tai veiks didesniu dažniu. Šiame osciliatoriuje LC bako grandinė kuris suteikia grįžtamąjį ryšį, buvo pakeistas kvarco kristalu.

Krištolo osciliatoriaus grandinės schema

Krištolo osciliatoriaus grandinės schema

Krištolo osciliatorius veikia

Kristalinio osciliatoriaus grandinė paprastai veikia atvirkštinio pjezoelektrinio efekto principu. Pritaikytas elektrinis laukas sukels mechaninę kai kurių medžiagų deformaciją. Taigi jis naudoja vibruojančio kristalo mechaninį rezonansą, kuris yra pagamintas su pjezoelektrine medžiaga tam tikro dažnio elektriniam signalui generuoti.

Paprastai kvarciniai kristaliniai osciliatoriai yra labai stabilūs, susideda iš geros kokybės faktoriaus (Q), jie yra mažo dydžio ir yra ekonomiškai susiję. Taigi, kvarcinio kristalo osciliatoriaus grandinės yra pranašesnės už kitus rezonatorius, pavyzdžiui, LC grandines, kamertuvus. Paprastai Mikroprocesoriai ir mikrovaldikliai mes naudojame 8MHz kristalinį osciliatorių.

Ekvivalentas elektros grandinė taip pat apibūdina kristalo veikimą. Tiesiog pažiūrėkite į ekvivalentišką elektros grandinės schemą, parodytą aukščiau. Pagrindiniai grandinėje naudojami komponentai, induktyvumas L žymi kristalo masę, talpa C2 reiškia atitiktį, o C1 naudojama reprezentuoti talpa kuris susidaro dėl mechaninio kristalo liejimo, pasipriešinimas R reiškia vidinę kristalo struktūros trintį. Kvarcinio kristalo osciliatoriaus grandinės schemą sudaro du rezonansai, tokie kaip nuoseklusis ir lygiagretusis rezonansas, ty du rezonansiniai dažniai.

Krištolo osciliatorius veikia

Krištolo osciliatorius veikia

Nuoseklusis rezonansas atsiranda, kai reaktyvumas, gaunamas iš talpos C1, yra lygus ir priešingas reaktyvumui, kurį generuoja induktyvumas L. toliau pateiktame paveiksle pavaizduotas šias lygtis.

Aukščiau pateiktoje diagramoje aprašoma ekvivalentinė grandinė, rezonansinio dažnio diagramos grafikas, rezonansinių dažnių formulės.

„Crystal Oscillator“ naudojimas

Apskritai mes žinome, kad projektuojant mikroprocesorius ir mikrovaldiklius, laikrodžio signalams teikti naudojami kristaliniai osciliatoriai. Pavyzdžiui, apsvarstykime 8051 mikrovaldikliai , šiame konkrečiame valdiklyje išorinė kristalinio osciliatoriaus grandinė veiks su 12MHz, o tai yra būtina, nors šis 8051 mikrovaldiklis (pagrįstas modeliu), galintis veikti esant 40 MHz (maks.), daugeliu atvejų turi suteikti 12MHz, nes Mašinos ciklui 8051 reikalingi 12 laikrodžio ciklų, kad efektyvus ciklo greitis būtų 1 MHz (atsižvelgiant į 12 MHz laikrodį) iki 3,33 MHz (atsižvelgiant į maksimalų 40 MHz taktą). Šis konkretus kristalinis osciliatorius, kurio ciklo dažnis yra nuo 1 MHz iki 3,33 MHz, naudojamas generuoti laikrodžio impulsus, reikalingus visoms vidinėms operacijoms sinchronizuoti.

Kristalinio osciliatoriaus naudojimas

Įvairiuose laukuose yra įvairių krištolo osciliatorių programų, o kai kurios iš jų pateikiamos žemiau

„Colpitts Crystal Oscillator“ programa

„Colpitts“ osciliatorius naudojamas generuoti sinusinį išėjimo signalą labai aukštais dažniais. Šis osciliatorius gali būti naudojamas kaip skirtingų tipų jutikliai, pvz temperatūros jutikliai Dėl SAW prietaiso, kurį naudojame „Colpitts“ grandinėje, jis pajunta tiesiai iš savo paviršiaus.

„Colpitts“ kristalų osciliatorius

„Colpitts“ kristalų osciliatorius

„Colpitts“ osciliatoriai dažniausiai naudojami ten, kur naudojamas platus dažnių diapazonas. Taip pat naudojamas nenuslopintai ir nepertraukiamai virpesiams. Naudodami kai kuriuos prietaisus „Colpitts“ grandinėje galime pasiekti didesnį temperatūros stabilumą ir aukštą dažnį.

Kolpittai, naudojami judriojo ryšio ir radijo ryšio plėtrai.

Armstrongo kristalinio osciliatoriaus programos

Ši grandinė buvo populiari iki 1940 m. Jie plačiai naudojami regeneraciniuose radijo imtuvuose. Tame įėjime radijo dažnio signalas iš antenos per papildomą apviją magnetiniu būdu sujungiamas su rezervuaro grandine, o grįžtamasis ryšys sumažinamas, kad būtų galima valdyti grįžtamojo ryšio kontūrą. Galiausiai jis gamina siauros juostos radijo dažnio filtrą ir stiprintuvą. Šiame „Crystal“ osciliatoriuje LC rezonansinė grandinė pakeista grįžtamojo ryšio kilpomis.

Armstrongo kristalų osciliatorius

Armstrongo kristalų osciliatorius

Karo ir aviacijos srityje

Efektyviai ryšių sistemai naudojami kristaliniai osciliatoriai karinėje ir kosminėje erdvėje. The ryšių sistema yra nustatyti navigacijos tikslais ir elektroninį karą orientavimo sistemose

Tyrimuose ir matavimuose

Kristaliniai osciliatoriai naudojami tyrimams ir matavimams dangaus navigacijai ir kosmoso sekimui, medicinos prietaisuose ir matavimo prietaisuose.

Pramoninis kristalinio osciliatoriaus pritaikymas

Yra daugybė pramoninių kristalinio osciliatoriaus pritaikymų. Jie plačiai naudojami kompiuteriuose, prietaisuose, skaitmeninėse sistemose, fazėje užrakintose kilpų sistemose, modemuose, jūrų, telekomunikacijų sistemose, jutikliuose ir diskiniuose įrenginiuose.

Krištolinis osciliatorius taip pat naudojamas valdant variklį, laikrodį ir įjungiant kompiuterį, stereofonines ir GPS sistemas. Tai programa „Automotive“.

Krištoliniai osciliatoriai naudojami daugelyje plataus vartojimo prekių. Pavyzdžiui, kabelinės televizijos sistemos, vaizdo kameros, asmeniniai kompiuteriai, žaislai ir vaizdo žaidimai, mobilieji telefonai, radijo sistemos. Tai yra vartotojo „Crystal Oscillator“ programa.

Tai viskas apie tai, kas yra a Krištolo osciliatorius , tai veikia ir programos. Manome, kad šiame straipsnyje pateikta informacija yra naudinga jums geriau suprasti šią sąvoką. Be to, bet kokie su šiuo straipsniu susiję klausimai ar pagalba įgyvendinant elektros ir elektronikos projektai , galite kreiptis į mus komentuodami žemiau esančiame komentarų skyriuje. Štai jums klausimas, kokia yra pagrindinė kristalo osciliatoriaus funkcija?

Nuotraukų kreditai: