Как определить частоту кварцевого резонатора: Настройка частоты кварцевого осциллятора микроконтроллера — Компоненты и технологии

Содержание

Настройка частоты кварцевого осциллятора микроконтроллера — Компоненты и технологии

Причины «ухода» часов можно разделить на две группы. Первая — это нестабильность частоты кварцевого генератора под влиянием дестабилизирующих факторов: изменения температуры, питающего напряжения и т. д. Вторая группа — это неточность настройки самого кварцевого генератора. Вместо частоты f₀ он генерирует частоту f₀+Δf₀, где Δf₀ — ошибка настройки. Неправильно считать, что если к ножкам микроконтроллера припаян кварц с маркировкой f₀, то частота генерации та же.

Проделайте следующий эксперимент. На место кварца к микроконтроллеру последовательно припаиваются различные экземпляры кварцев, одного и разных производителей, с одинаковой маркировкой частоты (рис. 1). Ничто другое не меняется. После рассеяния тепла мерим частоту, и она оказывается разной, даже для кварцев одного производителя.

Рис. 1. Типичная схема кварцевого осциллятора микроконтроллера

Причина изменения частоты для кварцев одного типа и производителя — в разбросе параметров кварцев от экземпляра к экземпляру. Для кварцев разных производителей — это разные параметры кварцев. Разница с маркировкой иногда достигает несколько сотен герц!

Каким образом нужно мерить частоту кварцевого генератора? Разумеется, непосредственное соединение входов осциллоскопа или частотомера с одной из точек CLCKIN или CLCKOUT дало бы неверные результаты из-за входной емкости и входного сопротивления присоединяемого устройства. После его отсоединения частота изменится.

В своей практике автор использовал два подхода. Если микроконтроллер многоразового программирования (типа FLASH), вначале он программируется простой программой для вывода удобного порта (или одного бита порта) бесконечной последовательности чередующихся нулей и единиц. Частота повторения этой импульсной последовательности определяется по формуле f

кв/n, где n — это внутренний коэффициент деления частоты кварцевого генератора.

Приведем для примера простую программу для вывода частоты f₀/n на порт B популярного микроконтроллера PIC16F84A:

title	‘quartz.asm’
list	p=16f84a
#include <	p16f84a.inc>
__CONFIG	B’11111111110001’
org	H’0000’
clrf	INTCON
BANKSEL	TRISB
clrf	TRISB	;порт B как выход
BANKSEL	PORTB
clrf	PORTB	;1 такт
comf	PORTB,f	;1 такт
goto	$-2	;2 такта
END

В этом микроконтроллере частота такта получается путем деления частоты кварца на 4. Для формирования одного периода импульсной последовательности на каждом бите порта В нужны 4 такта, следовательно, измеряемая частота на порте В есть f

вых = f₀/16. К выводам порта В можно присоединять осциллограф и цифровой частотомер, они не будут оказывать влияния на частоту кварцевого генератора. После настройки f₀ подстроечным конденсатором С~ микроконтроллер повторно программируется с помощью основной программы.

Если микроконтроллер одноразового программирования (типа C), к выводу CLCKOUT присоединяется цепочка каскадно-связанных инверторов или повторителей, которая остается и после настройки f

0. К выходу последнего инвертора (повторителя) присоединяется вход частотомера.

Вычислим «уход» часов из-за неточной настройки кварцевого генератора. Это значение обычно определяется в секундах за сутки. Кварцевые часы состоят из источника импульсной последовательности, периодом 1 с, и счетчика секунд, минут и часов (рис. 2). Если часы должны показывать и десятые доли секунд, период импульсной последовательности должен быть равен 0,1 с.

Рис. 2. Типичная структурная схема кварцевых часов

Все устройства на рис. 2 реализуются внутренними элементами микроконтроллера. Если индицируется астрономическое время, есть цепи для начальной установки и сверки часов. Видно, что:

T₀N = N/f

0 = 1 c. (1)

Так что у конструктора есть две степени свободы — подбирать f₀ и N.

В сутках 86 400 секунд (24×60×60), так что после считывания 86 400 импульсов счетчики «объявят», что прошли сутки. Если частота кварцевого генератора f₀, это будет верно, а если частота f₀+Δf₀, то прошедшее время будет не сутки, а

«Уход» часов за сутки τ определим, вычитая из (2) одни сутки (86 400N/f₀). Получим:

Ошибка настройки Δf₀ может быть как положительной, так и отрицательной, знак τ будет противоположным. Учитывая в (3), что Δf₀ << f₀, ради чего пренебрегаем в сумме Δf₀, и что N/f₀

= 1 с, получим в итоге:

«Уход» частоты за неделю получается путем замены коэффициента 86 400 на 604 800 (7×24×60×60). В таблице вычислен «уход» частоты за сутки и неделю при некоторых ошибках настройки, для частоты кварца f₀ = 1 МГц.

Таблица. Вычисленные значения «ухода» частоты

Значение Δf₀, Гц	0,1	1	10	100
«Уход» часов в сутки, с	8,6 мc	86 мс	0,86	8,6
«Уход» часов в неделю, с	60,2 мc	0,602	6,02	60,2

Производители микроконтроллеров дают в таблицах значения С1 и С2 для различных значений частоты кварцев. Однако эти таблицы составлены с большим шагом по f₀, и неизвестно, какие параметры кварцев имел в виду составитель, поэтому рекомендованные значения надо считать приблизительными и настраивать кварцевый генератор в каждом отдельном случае.

Проделанные вычисления относятся только к ошибке настройки кварцевого генератора и не учитывают дрейфа частоты. Дрейф — случайный процесс. Под действием дестабилизирующих факторов частота повышается и понижается медленно, случайным образом. В известном смысле «уход» часов самокомпенсируется, но не полностью. Если необходимо снизить дрейф частоты, кварцевый генератор нужно заменить внешним термоскомпенсированным (TCXO) или термостатированным (OCXO) кварцевым генератором. Эта более стабильная частота подается на вывод микроконтроллера CLCKIN, а все дополнительные элементы на рис. 1 устраняются.

Шпионские штучки, или Секреты тайной радиосвязи / Арсенал-Инфо.рф

Кварцевый резонатор в ВЧЧгенераторе

Кварцевый резонатор в настоящее время является неотъемлемой частью многих схемотехнических решений высокочастотных генераторов миниатюрных радиопередатчиков и радиомикрофонов. Использование кварцевых резонаторов обусловлено, в первую очередь, повышением требований к стабильности несущей частоты формируемого ВЧ-генератором сигнала и, соответственно, частоты сигнала, излучаемого передающим устройством.

Прежде чем перейти к рассмотрению схемотехнических решений кварцевых генераторов высокочастотного сигнала несущей частоты, применяемых в малогабаритных транзисторных радиопередающих устройствах, следует вспомнить основополагающие принципы функционирования кварцевого резонатора.

Конструктивно кварцевый резонатор представляет собой обработанную соответствующим образом пластину кварца, механически закрепленную в специальном держателе. Главной отличительной особенностью такой кварцевой пластины являются ее пьезоэлектрические свойства, проявляющиеся в ее механической деформации под воздействием электрического поля. Этот эффект, часто называемый обратным пьезоэлектрическим эффектом, обеспечивает возникновение механических колебаний кварцевой пластины в том случае, если она будет помещена в переменное электрическое поле. При этом частота возникших механических колебаний равна частоте колебаний электрического поля. Механические колебания, в свою очередь, вызывают появление на поверхности кварцевой пластины изменяющегося соответствующим образом электрического заряда, который инициирует появление в цепи переменного тока (прямой пьезоэлектрический эффект). Величина этого тока зависит от амплитуды механических колебаний кварцевой пластины.

При приближении частоты колебаний внешнего электрического поля к собственной резонансной частоте механических колебаний кварцевой пластины амплитуда механических деформаций резко возрастает, а при совпадении этих частот становится максимальной. Максимумы амплитуды могут возникать и в том случае, когда частота колебаний внешнего электрического поля будет кратной частоте механического резонанса.

Подробное рассмотрение конструктивных особенностей, механических свойств и электрических параметров кварцевых резонаторов выходит за рамки данной книги. Дополнительную информацию заинтересованный читатель найдет в специализированной литературе и в сети Интернет. Поэтому далее приводится весьма краткая информация, касающаяся особенностей функционирования кварцевых резонаторов в транзисторных ВЧ-генераторах миниатюрных радиопередатчиков.

Кварцевый резонатор, включенный в электрическую цепь, можно представить в виде последовательного колебательного контура, в состав которого входят эквивалентная индуктивность пластины L_ЭКВ, ее эквивалентная емкость С_ЭКВ, а также сопротивление потерь R_ЭКВ. Эта цепочка образует так называемую динамическую ветвь. Поскольку кварцевая пластина установлена в специальном держателе, обладающем определенной статической емкостью С0, в состав эквивалентной схемы параллельно последовательному контуру следует включить и эту емкость, которая образует так называемую статическую ветвь. Эквивалентная схема кварцевого резонатора приведена на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Эквивалентная схема кварцевого резонатора

Эквивалентная схема кварцевого резонатора определяет наличие двух резонансных частот. Первая из них представляет собой резонансную частоту последовательного колебательного контура (частота последовательного резонанса), значение которой рассчитывается на основании параметров входящих в его состав элементов и практически совпадает с частотой механического резонанса пластины. Наличие емкости, подключенной параллельно динамической ветви, приводит к появлению резонансной частоты параллельного колебательного контура (частота параллельного резонанса), которая выше частоты последовательного резонанса.

На частотах ниже частоты последовательного резонанса сопротивление контура имеет емкостной характер, поскольку ток контура опережает напряжение. Непосредственно на частоте последовательного резонанса сопротивление контура минимально, а ток и напряжение совпадают по фазе. На частотах, находящихся между частотами последовательного и параллельного резонансов, сопротивление эквивалентного контура имеет индуктивный характер. В результате в параллельном контуре, образованном этой индуктивностью и емкостью статической ветви, возникает параллельный резонанс на соответствующей частоте. При этом общее сопротивление контура максимально, а ток и напряжение совпадают по фазе.

На основании рассмотренных особенностей эквивалентной схемы кварцевого резонатора можно сделать вывод о том, что возможны несколько вариантов его применения в транзисторных ВЧ-генераторах малогабаритных радиопередающих устройств.

Во-первых, схемотехническое решение высокочастотного генератора может быть основано на использовании кварцевого резонатора в качестве элемента с индуктивным сопротивлением в составе резонансного контура. Обычно в таких генераторах, выполненных по трехточечной схеме и часто называемых осцилляторными, кварцевый резонатор применяется в качестве одного из реактивных сопротивлений трехточки. При этом в емкостной трехточке кварцевый резонатор включается между коллектором и базой транзистора, а в индуктивной трехточке – либо между эмиттером и базой, либо между эмиттером и коллектором транзистора активного элемента.

Во-вторых, схемотехническое решение высокочастотного генератора может быть основано на использовании кварцевого резонатора в качестве последовательного резонансного контура. В таких генераторах, часто называемых генераторами последовательного резонанса, кварцевый резонатор включается в цепь положительной обратной связи, а его эквивалентное сопротивление имеет активный характер.

В-третьих, кварцевый резонатор может быть подключен параллельно резонансному контуру генератора. В таких схемах, часто называемых схемами с затягиванием, образуется система из двух взаимно связанных контуров. Одним из этих контуров является кварцевый резонатор, который должен работать на частоте параллельного резонатора. Следует признать, что схемотехнические решения, основанные на схемах с затягиванием, применяются сравнительно редко.

Некоторые специалисты выделяют в отдельную группу кварцевые генераторы, в которых частота генерации представляет собой одну из нечетных гармоник частоты кварцевого резонатора. Чаще всего это третья или пятая гармоника, однако иногда могут использоваться 15-я и даже 21-я гармоники. Такие генераторы называют гармониковыми.

При разработке малогабаритных транзисторных радиопередающих устройств широкое распространение получили схемотехнические решения высокочастотных генераторов первых двух групп, то есть осцилляторных генераторов и генераторов последовательного резонанса. Необходимо отметить, что в специализированной литературе и в сети Интернет можно найти большое количество конструкций, которые представляют собой модификации указанных генераторов, а их схемы лишь на первый взгляд имеют принципиально значимые отличия от основополагающих схемотехнических решений. В данном разделе будут рассмотрены особенности работы генераторов с кварцевой стабилизацией частоты, основу которых составляют лишь наиболее часто применяемые схемотехнические решения.

Стабилизация частоты кварцевым резонатором | Техника и Программы

Чем стабильнее работает МК, тем лучше. Эта аксиома в первую очередь относится к тактовой частоте задающего генератора. Обеспечить её высокую стабильность могут кварцевые резонаторы, подключаемые к выводам ХТ1 (вход) и ХТ2 (выход) подсистемы синхронизации МК.

Немного истории. В 1880 г. французскими учёными братьями Пьером и Жаком Кюри было открыто новое физическое явление пьезоэлектричество. В 1921 г. профессор Веслейского университета У. Кэди подключил кварцевую пластину к радиогенератору, что обеспечило заметную стабилизацию излучаемой частоты. Радиолюбители сразу же применили эту новинку в самодельных коротковолновых радиопередатчиках середины 1920-х годов.

К настоящему времени существование пьезоэлектрического эффекта обнаружено более чем у 1000 веществ. Вначале использовались кристаллы турмалина и сегнетовой соли. Позже стали применяться кристаллы природного кварца Si02 различной окраски: горный хрусталь (бесцветный), раухтопаз (дымчатый), морион (чёрный), цитрин (золотисто-жёлтый), аметист (сиреневый).

В 1950-х годах была успешно решена проблема выращивания монокристаллов искусственного кварца, который не только не уступает, но и по ряду показателей даже превосходит свой природный аналог.

Диапазон частот современных кварцевых резонаторов составляет от 32768 Гц до 300…400 МГц. Среди них условно выделяют низкочастотные (до 1 МГц), сред-нечастотные (1…30 МГц) и высокочастотные (свыше 30 МГц) резонаторы.

На Рис. 5.1 показана эквивалентная схема кварцевого резонатора. Элементы L1, С1, R1 относятся к ветви последовательного контура. Физически они не существуют, но являются аналогами механических характеристик: массы (L1), упругих свойств (С1), потерь энергии (R1). Последний параметр определяет добротность колебательной системы.

Рис. 5.2. Схемы пьезостабилизированных генераторов: а) генератор с параллельным резонансом; б) генератор с последовательным резонансом.

Статическая ёмкость кварцедержателя СО параллельно с элементами L1, С1, образует ещё один контур, параллельный. Итого на частотной оси размещаются две базовые точки последовательного и параллельного резонансов. В первой точке кварцевый резонатор имеет минимальное сопротивление, во второй максимальное, между ними он ведёт себя подобно высокодобротной индуктивности.

Существование двух «седловых» частот у кварцевых резонаторов позволяет разделить схемы их включения на два типа [5-1]:

• генераторы с параллельным резонансом или осцилляторные генераторы (Рис. 5.2, а), у которых условие баланса фаз обеспечивается индуктивной составляющей. Колебательная система, состоящая из индуктивности (схема замещения резонатора ZQ1) и последовательно соединённых конденсаторов С1, С2, на рабочей частоте подобна параллельному контуру (отсюда и название). Усилитель А1 должен изменять, точнее, инвертировать, фазу сигнала на нечётное число полупериодов: 180°, 540°, 900° и т.д.;

• генераторы с последовательным резонансом или фильтровые генераторы (Рис. 5.2, б), в которых резонатор ZQ1 работает вблизи минимума своего сопротивления при малом сдвиге фазы между напряжением и током. Последовательный резонанс обеспечивает узкую полосу пропускания, в связи с чем отфильтровываются гармоники (отсюда и название). Усилитель A J должен изменять фазу сигнала на чётное число полупериодов: 360°, 720°, 1080° и т.д.

При покупке кварцевого резонатора (на сленге «кварца») следует проверить его внешний вид на «фирменность», а именно, убедиться в наличие легко читаемой и не стираемой пальцами лазерной маркировки с обозначением частоты, знака изготовителя, даты производства, рекомендуемой ёмкости нагрузки. Последний параметр важен, если требуется обеспечить устойчивость запуска строго на штатной частоте в условиях разброса питания и температуры окружающей среды.

Для бытовых схем с МК, как правило, применяют недорогие низко- и средне-частотные кварцевые резонаторы без претензий на высокую стабильность параметров и точность настройки. Основным является режим генерации с параллельным резонансом (Рис. 5.3, а…и). Ещё бывают схемы с электронной подстройкой частоты (Рис. 5.4, а…в), а также с несколькими резонаторами (Рис. 5.5, а…г).

Рис. 5.3. Схемы подключения кварцевых резонаторов к МК (начало):

а) необходимость в резисторах R1, R2 определяется экспериментально по устойчивости запуска МК во всём диапазоне рабочих температур и напряжений питания. Реально в схемах ставится один из двух резисторов или оба заменяются перемычками. Конденсаторы С1, С2 могут отсутствовать, что определяется указаниями из даташита для выводов ХТ1, ХТ2 или RTC1, RTC2;

б) отсутствие конденсаторов «обвязки» возле низкочастотного кварцевого резонатора ZQ1 является штатным режимом работы при условии, что конденсаторы находятся внутри МК и подключаются к выводам ХТ1, ХТ2 установкой определённых конфигурационных битов. Высокочастотные кварцевые резонаторы тоже могут подключаться к МК напрямую, но устойчивость запуска не гарантируется, надо проверять на практике;

в) цепочка СЗ, L1 шунтирует вывод ХТ2 на низких частотах, предотвращая запуск кварцевого резонатора ZQ1 на первой гармонике. Эта схема эффективна для кварцевых резонаторов, работающих на третьей и пятой механических гармониках. Элементы СЗ, L1 могут подключаться не только к выводу ХТ2, но и к выводу ХТ1;

г) кварцевый резонатор ZQ1 включается по стандартной схеме между выводами ХТ1 и ХТ2 МК. Конденсатор С1 подстраивает в небольших пределах частоту генерации. Рекомендуемые ёмкости конденсаторов указываются в даташитах, но реально они могут быть другими и не обязательно одинаковыми. Общий принцип чем выше частота, тем меньше ёмкость. Один из двух параллельно включённых конденсаторов С1 и С2 может отсутствовать;

д) конденсатором СЗ подстраивают частоту генерации в небольших пределах. Резисторы R1, R2 облегчают условия автозапуска при крайних значениях температуры и напряжения питания. Резистор R2 может отсутствовать, а конденсатор СЗ и резистор R1 допускается заменить перемычками:

Рис. 5.3. Схемы подключения кварцевых резонаторов к МК (окончание):

е) резистор R1 по высокой частоте шунтирует вход ХТ1 генератора МК, что может улучшить условия самовозбуждения при низком напряжении питания;

ж) общая точка соединения конденсаторов С1, С2 подключается не к общему проводу, а к питанию. Это может понадобиться, например, если «плюс» питания соединяется с «массой», или таким путём удобнее делать разводку проводников на печатной плате;

з) запуск кварцевого резонатора ZQ1 на третьей гармонике (24 МГц). Требуется предварительное макетирование с подбором элементов L1, С1, R1

и) схема применяется, если один из выводов кварцевого резонатора ZQ1 обязательно должен иметь соединение с общим проводом. Требуется предварительное макетирование с подбором ёмкостей конденсаторов.

Рис.од- Ёмкость высокочастотного варикапа VD1 изменяется в пределах от 20 до 40 пФ при напряжении модулирующего сигнала соответственно от +5 до +0.5 В.

Рис. 5.5. Схемы подключения нескольких кварцевых резонаторов к МК (начало):

а) переключение двух тактовых частот F1 (32768 Гц) и F2 (1 МГц) осуществляется по сигналу от МК. Когда электронный ключ микросхемы DA J разомкнут, то М К работает на частоте F1 когда замкнут на частоте F2. Резистор R2 может отсутствовать. Вывод 7 микросхемы DA1 соединяется с общим проводом, а вывод 14 с цепью +5 В. На время переключения частоты должна быть сделана программная пауза. Не лишним будет предусмотреть рестарт МК;

б) параллельное включение нескольких низкодобротных кварцевых резонаторов ZQl…ZQn расширяет диапазон регулирования частоты. Конденсатором С J можно плавно перестраивать тактовую частоту 20 МГц на 120 кГц при сохранении «кварцевой» стабильности генерации. Это очень хороший показатель для схем подобного класса. Резистор RI сопротивлением 4.7…20 кОм уменьшает неравномерность амплитуды. Конденсатор СЗ и катушка L1 задают диапазон перекрытия по частоте. Кварцевые резонаторы должны быть одного типа и одной номинальной частоты. Оптимальное их количество подбирается экспериментально, обычно 4 или 5;

Рис. 5.5. Схемы подключения нескольких кварцевых резонаторов к МК (окончание):

в) движковый переключатель S1 коммутирует тактовый сигнал М К от кварцевого генератора G1 или от кварцевого резонатора ZQ1. После переключения необходимо произвести сброс МК;

г) смена частоты генерации осуществляется механическим переключателем SA У, который должен иметь малую переходную ёмкость между своими контактами (единицы пикофарад). После изменения частоты необходимо сделать начальный сброс МК.

Источник:
Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема.

Кварцевый резонатор — Википедия

Кварцевый резонатор в кристаллодержателе

Кварцевый резонатор (жарг. «кварц») — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы. Следует отличать кварцевый резонатор от устройств, использующих другие пьезоэлектрические материалы — например, специальную керамику (см. Керамический резонатор^[en]).

Принцип действия

На пластинку, тонкий цилиндр, кольцо или брусок, вырезанные из кристалла кварца с определённой ориентацией относительно кристаллографических осей монокристалла нанесены 2 или более электродов — проводящие полоски.

Резонатор механически крепится в узлах рабочей моды колебаний, чтобы снизить потери колебательной энергии через крепление. Для данной моды колебаний кристалл имеет некоторую резонансную частоту механических колебаний, причем на этой частоте добротность механического резонатора очень высока.

При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгиб, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кристалл относительно кристаллографических осей, конфигурации возбуждающих электродов и расположения точек крепления..

Собственные колебания кристалла в результате обратного пьезоэлектрического эффекта наводят на электродах дополнительную ЭДС и поэтому кварцевый резонатор электрически ведёт себя подобно резонансной цепи, — колебательному контуру, составленному из конденсаторов, индуктивности и резистора, причем добротность этой воображаемой электрической цепи очень велика и близка к добротности собственных механических колебаний кристалла.

Если частота подаваемого напряжения равна или близка к частоте собственных механических колебаний пластинки, затраты энергии на поддержание колебаний пластинки оказываются намного ниже, нежели при большом отличии частоты. Это тоже соответствует поведению электрического колебательного контура.

Условное обозначение кварцевого резонатора (сверху) и его эквивалентная схема (снизу)

Эквивалентная схема

C₀ — собственная ёмкость кристалла, образуемая кристаллодержателем и/или обкладками резонатора;

C₁, L₁ — эквивалентные ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора;

R₁ — эквивалентное сопротивление потерь механической колебательной системы.

История

Кварцевый резонатор в герметичном стеклянном корпусе пальчикового бесцокольного исполнения Резонатор на 4 МГц в миниатюрном металлическом герметизированном корпусе HC-49/US Металлические корпуса разнообразных размеров

Пьезоэлектрический эффект был впервые открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 году. Поль Ланжевен впервые практически использовал этот эффект в ультразвуковом излучателе и приемнике ультразвука в гидролокатора перед первой мировой войной.

Первый электромеханический резонатор, на основе сегнетовой соли, был изготовлен в 1917 году и запатентован в 1918 году Александром М. Николсоном (Alexander M. Nicholson) из компании Bell Telephone Laboratories, хотя его приоритет оспаривался Уолтером Гайтоном Кэди (Walter Guyton Cady), который изготовил кварцевый резонатор в 1921 году.

Некоторые улучшения в конструкцию кварцевых резонаторов предложены позже Льюисом Эссеном и Джорджем Вашингтоном Пирсом (George Washington Pierce).

Первые стабильные по частоте кварцевые резонаторы были разработаны в 1920—1930-х годах. Начиная с 1926 года, кварцевые резонаторы на радиостанциях стали использоваться в качестве элементов, задающих несущую частоту. В это же время резко возросло количество компаний, начавших выпускать кварцевые резонаторы, например, только до 1939 года в США было выпущено более чем 100 тыс. штук.

Применение

Одним из самых популярных видов резонаторов являются резонаторы, применяемые в часовых схемах и таймерах. Резонансная частота часовых резонаторов составляет 32 768 Гц; будучи поделённой на 15-разрядном двоичном счётчике, она даёт интервал времени в 1 секунду.

Применяются в генераторах с фиксированной частотой, где необходима высокая стабильность частоты. В частности, в опорных генераторах синтезаторов частот и в трансиверных радиостанциях для формирования DSB-сигнала на промежуточной частоте и детектирования SSB или телеграфного сигнала.

Также применяются в кварцевых полосовых фильтрах промежуточной частоты супергетеродинных приёмников. Такие фильтры могут выполняться по лестничной или дифференциальной схеме и отличаются очень высокой добротностью и стабильностью по сравнению с LC-фильтрами.

По типу корпуса кварцевые резонаторы могут быть выводные для объёмного монтажа (стандартные и цилиндрические) и для поверхностного монтажа (SMD).

Качество схемы, в которую входят кварцевые резонаторы, определяют такие параметры, как допуск по частоте (отклонение частоты), стабильность частоты, нагрузочная ёмкость, старение.

Преимущества

Достижение намного бо́льших значений добротности (10⁴—10⁶) эквивалентного колебательного контура, нежели любым другим способом.
Малые размеры устройства (вплоть до долей миллиметра).
Высокая температурная стабильность.
Большая долговечность.
Лучшая технологичность.
Построение качественных каскадных фильтров без необходимости их ручной настройки.

Недостатки

Чрезвычайно узкий диапазон подстройки частоты внешними элементами. На практике для многодиапазонных систем эта проблема решается построением синтезаторов частот различной степени сложности.

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и квар

Кварцевые резонаторы и генераторы фирмы Golledge (сентябрь 2007)

Главная » Статьи » Кварцевые резонаторы и генераторы фирмы Golledge (сентябрь 2007)

28.09.2007

Елена Ламберт,
«Электронные компоненты» №9, 2007

Кварцевые генераторы и резонаторы выпускает большое число производителей, при этом выпускаемая продукция, как правило, не имеет существенных отличий. В этой статье речь пойдет об особенностях продукции компании Golledge, которая является ведущим поставщиком кварцевых генераторов и резонаторов в Англии.

Компания Golledge Electronics, основанная в 1969 г., выпускает в настоящее время следующие линейки продукции:

кварцевые резонаторы;
кварцевые генераторы;
температурно-компенсированные генераторы;
генераторы, управляемые напряжением;
термостатированные генераторы;
кварцевые фильтры;
ПАВ-фильтры;
керамические фильтры;
часы реального времени.

Процентное соотношение (в денежном выражении) объемов продаж разных групп продукции представлено в диаграмме (см. рис. 1). Почти половину оборота фирмы составляют продажи кварцевых резонаторов для поверхностного монтажа. Golledge поставляет свою продукцию более чем в 50 стран мира, при этом около 40% поставок приходится на рынок Великобритании.

Рис. 1 Продажи Golledge по группам продукции в денежном выражении

Высокое качество выпускаемой продукции и услуг — первый приоритет компании Golledge. В 1996 г. Golledge прошла сертифицикацию лаборатории BSI Quality Assurance по стандарту BS EN ISO 9002:1994 «Системы качества. Модель для обеспечения качества при производстве и монтаже», и с тех пор успешно проходит периодический аудит. Не имея собственного производства, компания Golledge очень тщательно подходит к выбору производственных партнеров. Все ключевые поставщики Golledge сертифицированы по системе менеджмента качества ISO 9001. В компании используются современные интегрированные технологии, позволяющие эффективно управлять предприятием. Golledge располагает собственной тестовой лабораторией, оборудованной по самым современным стандартам, где проверяется качество выпускаемои продукции, а также проводится анализ возможных отказов или соответствия заявленным техническим параметрам.

Компания имеет развитый и удобный в пользовании интернет-сайт. Приоритетная продукция отмечена на сайте звездочкой. Отмеченные позиции имеют наилучшее соотношение цены и технических характеристик. Именно эту продукцию следует закладывать в новые разработки. При этом Golledge поддерживает постоянный запас этих позиций на своем складе. Другие позиции, как правило, поставляются под заказ. Срок изготовления составляет от 4 до 8 недель. Для поставок некоторых видов продукции предусмотрена услуга экспресс-сервиса.

Потребители продукции Golledge имеют возможность заказывать кварцевые резонаторы и генераторы с нестандартными техническими характеристиками. Параметры возможных нестандартных характеристик указаны в спецификации. Ими могут быть, например, температурный диапазон для военных применений, высокая частота на основной гармонике. Существует также возможность замены корпуса генератора или резонатора на другой, имеющий такое же расположение выводов, а кроме того выпускаются генераторы, управляемые напряжением, с относительно низкой частотой (до 1 МГц) и т.д.

Наиболее полный каталог продукции компании представлен на ее сайте www.golledge.com. В качестве альтернативы сайту фирма выпускает CD (его точную копию), который регулярно обновляется. Фирма «ЭФО» — официальный дистрибьютор Golledge Electronics в России, выпускает аналог этого диска с меню на русском языке. Заказать его можно на сайте «ЭФО»: www.efo.ru (рассылается бесплатно).

Рассмотрим более подробно спектр продукции, выпускаемой Golledge Electronics. Основную группу продукции составляют кварцевые резонаторы. В таблице 1 приведены стандартные характеристики некоторых популярных линеек кварцевых резонаторов. Рабочий температурный диапазон указывается по граничным параметрам. Golledge предлагает более 60 наименований различных кварцевых резонаторов. Кварцевые резонаторы выпускаются в корпусах для поверхностного монтажа, а также для монтажа в отверстия для частот 10 кГц…300 МГц.

Таблица 1. Основные технические характеристики кварцевых резонаторов

Следующая большая группа продукции — кварцевые генераторы. Они выпускаются в корпусах для монтажа в отверстия и в корпусах для поверхностного монтажа для частот от 10 кГц до 200 МГц. Большой ассортимент генераторов (более 60 наименований) позволяет разработчику подобрать необходимое изделие по типу корпуса, частоте, точности, рабочему температурному диапазону, типу выходного сигнала и т.д. В таблице 2 приведены некоторые типы этой группы продукции.

Таблица 2. Основные технические характеристики кварцевых генераторов

Отметим, что Golledge выпускает также специализированные генераторы. Среди них ЕХО-ЗС — программируемый генератор, позволяющий комбинацией логических «0» и «1» на его трех выводах получить исходную частоту, поделенную на 2N, где n находится в диапазоне от 1 до 8.

Еще одно специализированное изделие — часы реального времени — RV8654C2 (полный аналог микросхемы EPSON RX-8564CF). Это изделие содержит интерфейс PC, встроенный часовой кварцевый резонатор для автономной работы, а также имеет программируемый будильник, счетчик и генератор прерываний. Основные технические характеристики специализированных генераторов представлены в таблице 3.

Таблица 3. Основные технические характеристики специализированных генераторов

Следующая группа продукции — генераторы, управляемые напряжением. Эти изделия содержат специальную схему, которая позволяет изменять частоту генератора путем подстройки внешнего управляющего напряжения. Диапазон подстройки частоты обычно небольшой, минимальное значение — 50…200 ppm. В абсолютных значениях, например, для частоты 10 МГц, значение 200 ppm составит всего 2 кГц. Диапазон управляющего напряжения составляет 3…5 В. В таблице 4 представлены основные технические характеристики некоторых типов этих генераторов.

Таблица 4. Основные технические характеристики генераторов, управляемых напряжением

Изделия группы термокомпенсированных генераторов содержат специальную схему с обратной связью, благодаря которой изменения температуры окружающей среды вызывают изменения управляющего напряжения, что приводит к компенсации температурного сдвига. Основные технические характеристики генераторов этого типа представлены в таблице 5.

Таблица 5 Основные технические характеристики термокомпенсированных генераторов

Отметим, что серия GTXO (температурно-компенсированные генераторы с выходным сигналом прямоугольной формы) в настоящее время не выпускается. В качестве альтернативы Golledge предлагает пока только генераторы с clipped sine (усеченной синусоидой).

Изделия группы термостатированных генераторов содержат специальную схему подогрева и соответствующий корпус, что позволяет поддерживать рабочую температуру генератора постоянной и, следовательно, получать высокую стабильность частоты генератора. Основные технические характеристики термостатированных генераторов представлены в таблице 6.

Таблица 6. Основные технические характеристики термостатированных генераторов

Области применения продукции Golledge могут быть самыми разнообразными. Она используется практически во всех областях электронной промышленности: телекоммуникациях, космическом оборудовании, микропроцессорной технике, авионике, автомобильной промышленности, в приборостроении и медицине и т.д. В России благодаря своему высокому качеству продукция Golledge применяется также в системах, требующих высокой надежности и критичных к отказу (в том числе, в военных приложениях).

Отслеживая тенденции современного рынка кварцевых генераторов и резонаторов, компания Golledge осуществляет гибкую ценовую политику. При условии заказа больших количеств цены на продукцию становятся конкурентоспособными даже с продукцией рядовых китайских производителей. При регистрации проектов в Golledge можно получать специальные цены: если указать приблизительные объемы производства и представить краткое описание проекта, тогда даже при заказе небольшого количества изделий для опытной партии можно получить скидки.

Как уже отмечалось, Golledge поддерживает собственный большой склад кварцевых резонаторов и генераторов, температурнокомпенсированных генераторов, генераторов, управляемых напряжением, термостатированных генераторов и кварцевых фильтров. При этом не существует ограничений на минимальное число позиций: если позиция имеется на складе, осуществляются и штучные продажи. Нестандартная продукция поставляется под заказ.

Все изделия корпорации Golledge соответствуют требованиям сертификата ISO 9002. Соответствие продукции Golledge мировым стандартам качества подтверждается высоким спросом у крупнейших производителей электронного оборудования, в числе которых Allied Telesyn, Lucent, Marconi, Psion.

Одной из последних тенденций развития компании Golledge является стремление минимизировать размер корпуса. Вся новая продукция выпускается в основном в миниатюрных корпусах, позволяющих снизить площадь занимаемого места на печатной плате.

Golledge является одной из самых быстро растущих компаний по поставке кварцевых резонаторов и генераторов в Англии, благодаря высокому качеству продукции и услуг по ее сопровождению. ООО «ЭФО» является официальным дистрибьютором Golledge в России с 2001 г.

По вопросам приобретения продукции Golledge можно обращаться в отдел продаж ООО «ЭФО»: [email protected]

. Прибор для проверки кварцевых резонаторов

. Прибор для проверки кварцевых резонаторов — Сайт radio-ur5ydn!

Радіоаматорські конструкції
- Перелік радіоаматорських конструкцій Святослава Бабина
- Радиомикрофон на одном транзисторе
- Радиомикрофон на туннельном диоде
- Простой преобразователь напряжения для питания люминесцентных ламп
- Простой универсальный блок питания
- Простой аккумуляторный пробник
- Прибор диадинамической электротерапии
- Импульсный блок питания-зарядное устройство
- Простое реле времени
- Два варианта ночников
- Переговорное устройство
- Релейное устройство контроля напряжения в электросети
- Простое светодинамическое устройство
- Микрофонный усилитель
- Стационарный УКВ-ЧМ радиоприемник из модулей от старых телевизоров
- Охранное устройство
- Устройство для проверки свечей зажигания
- Бестрансформаторный блок питания
- Усилитель НЧ на радиолампах из доступных деталей
- Настольная лампа на светодиодной матрице
- Відлякувач гризунів
- Простий металошукач
- Радіопередавач для демонстрації принципів радіозв’язку
- Радіоприймач для демострації принципів радіозв’язку
- Генератор сигналу низької частоти
- Пристрій для утворення світлових «зайчиків»
- Випрямляч з регульованою вихідною напругою
- Економічний охоронний пристрій
- Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов
- Пристрій автоматичного телефонного зв’язку між двома абонентами
- Устройство заряда и подзаряда аккумуляторов
- Блок питания- зарядное устройство с автоматическим выключением
- Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов- два в одном
- Генератор низкой частоты- индикатор короткозамкнутых витков трансформаторов
- Приспособление для ускорения травления печатных плат
- Плата для макетирования
- Устройство для проверки свечей зажигания на одном транзисторе
- Простое переговорное устройство
- Прием радиовещания в диапазонах 65,8…73 МГц, 88…106 МГц на телевизионные приемники
- Металлоискатель на доступных деталях
- Приставка для питания электроламп постоянным током
- Конвертер для приема радиостанций FM диапазона на радиоприемники с УКВ диапазоном 64,5…73 МГц
- Фототир, высокочувствительное фотореле
- Устройство дублирования вызова стационарного телефонного аппарата
- Простое фотореле
- «Детектор» музыкального слуха
- Высокостабильный генератор ноты «Ля» для настройки музыкальных инструментов
- Приставка для прослушивания МР3 на телевизионные приемники
- Вольтметр постоянного тока, омметр с линейной шкалой
- Простой осциллограф
- Підсилювач низької частоти для прослуховування телевізійних передач
- Рисование печатных плат с использованием программы sPlan 7.0
- Простой испытатель маломощных транзисторов
- Простий авометр
- Передатчик и приемник звука инфракрасными лучами
- Прибор для активирования воды, зарядное устройство
- Зарядний пристрій автомобільних акумуляторів з усуненням сульфатації
- Высокочувствительный искатель скрытых проводов
- Как сделать эскиз карточки- квитанции
- Устройство для гальванизации и лекарственного электрофореза
- Упрощение радиоприемника с ЧМ, ФМ на основе блоков от телевизоров
- Индикатор переживаний человека
- Простые радиомикрофоны с ЧМ
- Импульсный блок питания
- Экономичное охранное устройство на микросхемах
- Экономичное реле времени, охранное устройство
- Підсилювач низької частоти на мікросхемі К174УН4А
- Микрофонный усилитель высокой чувствительности
- Простой усилитель мощности низкой частоты
- Вибратор для электронной удочки
- Прибор для проверки телефонных аппаратов
- Преобразователь для питания люминесцентной лампы
- Усилитель низкой частоты на радиолампах
- Автоматическое зарядное устройство с трехступенчатым током заряда
- Генератор ВЧ и НЧ сигналов
- Три варианты ночников
- Рисование схем с использованием программы sPlan 7.0
- Прибор для проверки кварцевых резонаторов
- Программное управление реверсивным электродвигателем
- Генератор сетки частот
- Высокочастотный адаптер для демонстрации принципов радиосвязи
- Схемы включения сверхярких светодиодов
- Устройство защитного отключения электросети
- Индикатор содержания нитратов
- Экономичный сенсорный сигнализатор
- Простой блок питания, зарядное устройство
- Конвекционная электросушилка
- Генератор с ЧМ на 10,7 МГц и 6,5 МГц
- Простой малогабаритный осциллограф на 3ЛО1И
- Устройство для обработки семян электромагнитным полем
- Прибор для измерения емкости конденсаторов
- Экономичный радиоприемник прямого усиления
- Простой преобразователь напряжения DC 12 В / AC 220 В
- Регенеративный и сверхрегенеративный радиоприемники
- Простой радиоприемник прямого усиления
- Радиомикрофон с ЧМ на 87,9 МГц
- Сигналізатор перегріву кахельної грубки
- Полуавтомат лестничного освещения
- Маломощный передатчик- «маяк» на 2-х метровый диапазон
- Комбинированный прибор радиолюбителя
- Простой RC генератор на 1000 Гц
- Простое зарядное устройство-автомат
- Индикатор пульсаций света от электроламп освещения
- Приемник прямого преобразования на диапазон 80 м
- Любительский люксметр
- Цветомузыкальное устройство на люминесцентных лампах
- Радиопередатчик и радиоприемник Си-Би диапазона
- Простой блок питания с защитой от короткого замыкания
- Радиопередатчик и радиоприемник с ЧМ на 470 МГц
- Простой супергетеродинный радиоприемник КВ диапазона
- Генератор на 465 кГц с амплитудной модуляцией
Уроки для радіоаматорів початківців
Правила безпеки при роботах з електросхемами
Саморобні прилади з фізики
Кельменці та Кельменеччина (смт автора сайту)
Фото Кельменців
Нові радіоаматорські конструкції
Доповнення до сайту

Перелік радіоаматорських конструкцій Святослава Бабина
Радиомикрофон на одном транзисторе
Радиомикрофон на туннельном диоде
Простой преобразователь напряжения для питания люминесцентных ламп
Простой универсальный блок питания
Простой аккумуляторный пробник
Прибор диадинамической электротерапии
Импульсный блок питания-зарядное устройство
Простое реле времени
Два варианта ночников
Переговорное устройство
Релейное устройство контроля напряжения в электросети
Простое светодинамическое устройство
Микрофонный усилитель
Стационарный УКВ-ЧМ радиоприемник из модулей от старых телевизоров
Охранное устройство
Устройство для проверки свечей зажигания
Бестрансформаторный блок питания
Усилитель НЧ на радиолампах из доступных деталей
Настольная лампа на светодиодной матрице
Відлякувач гризунів
Простий металошукач
Радіопередавач для демонстрації принципів радіозв’язку
Радіоприймач для демострації принципів радіозв’язку
Генератор сигналу низької частоти
Пристрій для утворення світлових «зайчиків»
Випрямляч з регульованою вихідною напругою
Економічний охоронний пристрій
Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов
Пристрій автоматичного телефонного зв’язку між двома абонентами
Устройство заряда и подзаряда аккумуляторов
Блок питания- зарядное устройство с автоматическим выключением
Зарядное устройство автомобильных аккумуляторов- два в одном
Генератор низкой частоты- индикатор короткозамкнутых витков трансформаторов
Приспособление для ускорения травления печатных плат
Плата для макетирования
Устройство для проверки свечей зажигания на одном транзисторе
Простое переговорное устройство
Прием радиовещания в диапазонах 65,8…73 МГц, 88…106 МГц на телевизионные приемники
Металлоискатель на доступных деталях
Приставка для питания электроламп постоянным током
Конвертер для приема радиостанций FM диапазона на радиоприемники с УКВ диапазоном 64,5…73 МГц
Фототир, высокочувствительное фотореле
Устройство дублирования вызова стационарного телефонного аппарата
Простое фотореле
«Детектор» музыкального слуха
Высокостабильный генератор ноты «Ля» для настройки музыкальных инструментов
Приставка для прослушивания МР3 на телевизионные приемники
Вольтметр постоянного тока, омметр с линейной шкалой
Простой осциллограф
Підсилювач низької частоти для прослуховування телевізійних передач
Рисование печатных плат с использованием программы sPlan 7.0
Простой испытатель маломощных транзисторов
Простий авометр
Передатчик и приемник звука инфракрасными лучами
Прибор для активирования воды, зарядное устройство
Зарядний пристрій автомобільних акумуляторів з усуненням сульфатації
Высокочувствительный искатель скрытых проводов
Как сделать эскиз карточки- квитанции
Устройство для гальванизации и лекарственного электрофореза
Упрощение радиоприемника с ЧМ, ФМ на основе блоков от телевизоров
Индикатор переживаний человека
Простые радиомикрофоны с ЧМ
Импульсный блок питания
Экономичное охранное устройство на микросхемах
Экономичное реле времени, охранное устройство
Підсилювач низької частоти на мікросхемі К174УН4А
Микрофонный усилитель высокой чувствительности
Простой усилитель мощности низкой частоты
Вибратор для электронной удочки
Прибор для проверки телефонных аппаратов
Преобразователь для питания люминесцентной лампы
Усилитель низкой частоты на радиолампах
Автоматическое зарядное устройство с трехступенчатым током заряда
Генератор ВЧ и НЧ сигналов
Три варианты ночников
Рисование схем с использованием программы sPlan 7.0
Прибор для проверки кварцевых резонаторов
Программное управление реверсивным электродвигателем
Генератор сетки частот
Высокочастотный адаптер для демонстрации принципов радиосвязи
Схемы включения сверхярких светодиодов
Устройство защитного отключения электросети
Индикатор содержания нитратов
Экономичный сенсорный сигнализатор
Простой блок питания, зарядное устройство
Конвекционная электросушилка
Генератор с ЧМ на 10,7 МГц и 6,5 МГц
Простой малогабаритный осциллограф на 3ЛО1И
Устройство для обработки семян электромагнитным полем
Прибор для измерения емкости конденсаторов

Измерение и подстройка частоты кварцевого резонатора »Электроника

Можно уменьшить или уменьшить частоту кварцевого резонатора, добавив дополнительную емкость и индуктивность, а для кристаллов существует коэффициент затяжки.

Кристаллы кварца, Xtals Учебное пособие Включает:
Кристаллы кварца: xtals Что такое кварц Как работает кристалл Кристаллический обертон Частота вытягивания кристалла кварца Кварцевые огранки Кварцевое старение Изготовление кристаллического резонатора Как указать кристалл кварца VCXO TCXO OCXO Кристаллический фильтр Монолитный кристаллический фильтр Керамический резонатор и фильтр Характеристики керамического фильтра

В некоторых случаях необходимо иметь возможность обрезать или «подтягивать» резонансную частоту кристаллического резонатора, чтобы приспособиться к небольшим изменениям, которые могут потребоваться в резонансной частоте.

Во многих случаях это может быть необходимо, и тем самым он сочетает феноменальные характеристики кварцевого резонатора с точки зрения стабильности и добротности с возможностью небольшого изменения частоты генератора. Естественно, возможность подрезать частоту немного снижает производительность кристалла, но для большинства целей этого более чем достаточно.

Несмотря на то, что VXO, кварцевые генераторы с переменной частотой вращения использовались в прошлом, где частота кварцевого генератора изменялась вручную, сегодня более распространено использование кварцевых генераторов с регулируемым напряжением VCXO, которые используются в кварцевых генераторах с температурной компенсацией, узкополосных схемах фазовой автоподстройки частоты и ряд других приложений.

Подстройка частоты используется по-разному. Их можно использовать в кварцевых генераторах с температурной компенсацией, TCXO, где датчик температуры используется для питания цепи, которая компенсирует дрейф в зависимости от температуры. Его можно использовать для периодической ручной калибровки генератора в соответствии со стандартом высокой точности, или его можно использовать для электронной подстройки частоты генератора в соответствии со стандартом вне эфира, таким как GPS.

Основы вытягивания резонансной частоты кристаллического резонатора

Кристаллический резонатор — это настроенная схема, характеристики которой можно моделировать с помощью более обычных электронных компонентов.

Эта эквивалентная схема дает представление о ее работе, поскольку позволяет увидеть, как различные электронные компоненты в эквивалентной схеме взаимодействуют вместе.

Эквивалентная схема кварцевого резонатора

В этой эквивалентной схеме можно приравнять различные электронные компоненты к элементам функции кварцевого резонатора.

L: Индуктивность возникает из-за массы материала.
C1: Эта емкость возникает из-за податливости кристалла.
R: Этот элемент возникает из-за потерь в системе. Самый большой из них возникает из-за потерь на трение при механической вибрации кристалла.
Co: Эта емкость в теоретической эквивалентной схеме кристалла кварца возникает из емкости между электродами кристаллического элемента. Это часто называют шунтирующей емкостью.

В дополнение к электронным компонентам, показанным в эквивалентной схеме, в конструкции электронной схемы должна быть предусмотрена внешняя емкость, известная как емкость нагрузки, чтобы кристалл колебался на своей резонансной частоте.

Эта нагрузочная емкость указана в техническом паспорте кристалла и является одним из параметров, который необходимо указать при заказе. Обычно используются значения 20 пФ и 30 пФ.

Емкость нагрузки оказывает заметное влияние на резонансную частоту кристалла, когда он работает в параллельном режиме. Это действительно имеет эффект, когда кристалл работает в последовательном режиме, но влияние нагрузочного конденсатора намного меньше.

Уравнение вытягивания кристалла можно выразить следующим образом:

Где:
Δf = разница между частотой тяги или нагрузки и последовательной резонансной частотой fs
C _L = емкость нагрузки

Также возможно вычислить среднюю тяговую способность кристалла в терминах сдвига частоты на изменение емкости нагрузки на пикофарад.

Видно, что для этого необходимо знать шунтирующую емкость, подвижную емкость и емкость нагрузки. В тех случаях, когда эти цифры доступны, это может быть очень полезно.>

Пределы Δf фактически зависят от добротности кристалла, которая связана со значениями электронных компонентов в эквивалентной схеме, а также от емкости нагрузки.

Цепи для вытягивания кварца частота колебаний

Существует множество различных схем, которые можно использовать для изменения частоты, на которой колеблется кварцевый кристалл.

По сути, изменение частоты кварцевого генератора требует изменения емкости нагрузки. Это изменит частоту колебаний, позволяя установить необходимое значение в доступном диапазоне.

Наиболее часто используемой схемой является генератор Колпитца. Использование простого переменного конденсатора на кристалле позволит произвести соответствующую настройку. Кроме того, уменьшив номиналы конденсаторов C1 и C2 в конструкции электронной схемы, при этом поддерживая работу схемы, можно уменьшить нагрузочную емкость, возникающую из-за этого элемента схемы, тем самым допуская больше регулировки.

Типовая схема VXO, кварцевого генератора с переменной частотой

Этот тип схемы может использоваться там, где требуется ручная подстройка частоты кварцевого генератора. Он также может использоваться в некоторых радиолюбительских передатчиках с малым энергопотреблением, управляемом кристаллами. Использование кварцевого генератора значительно упрощает конструкцию электроники и количество используемых электронных компонентов, что делает передатчик пригодным для домашнего строительства.

В большинстве случаев удобнее управлять частотой кварцевого генератора с помощью управляющего напряжения.Это означает, что он может быть включен в различные конструкции электронных схем, включая: узкополосный контур фазовой автоподстройки частоты; кварцевый генератор с регулируемым напряжением VCXO; кварцевый генератор с температурной компенсацией TCXO; и многие другие схемы.

Для регулирования напряжения используются варакторные диоды. Как показано на рисунке, это нормально — использовать встречные диоды.

Можно использовать один диод, но тогда вместо диода D1 потребуется последовательный конденсатор, чтобы изолировать друг от друга напряжение настройки и напряжение смещения транзистора.Двойные диоды дают общее улучшение характеристик по сравнению с одиночным диодом.

Резистор на кристалле требуется для обеспечения возврата постоянного тока для напряжения смещения для диода D1. Его значение может быть высоким, потому что ток почти не протекает ввиду того, что варакторные диоды имеют обратное смещение.

Типовая схема VCXO

В некоторых случаях может потребоваться относительно большой сдвиг частоты для кварцевых генераторов. Одно приложение находится в любительском радио, передатчиках любительского радио с кодом Морзе малой мощности.Здесь использование кварцевого генератора дает хороший уровень стабильности, даже когда видны большие сдвиги, а высокая выходная мощность по сравнению с LC-генератором переменной частоты очень полезна. Они намного проще других решений и используют меньше электронных компонентов. Эти генераторы обычно не используются для высокопроизводительных приложений, потому что стабильность, фазовый шум и точность явно ухудшаются, но все же более чем достаточно для любительских радиоприложений.

Схема для VXO, обеспечивающая высокий уровень сдвига частоты

Следует проявлять осторожность при проектировании электроники такой схемы.Если сдвиг частоты становится слишком большим, то выходная мощность может упасть, или генератор вообще перестанет работать, или частота колебаний может регулироваться только частотой комбинации LC. Однако при тщательном проектировании и оптимизации электроники можно получить больший сдвиг частоты, чем при использовании простого переменного конденсатора.

Изменение резонансной частоты кристалла

Много лет назад, когда кристаллы кварца не содержались в герметично закрытом блоке, часто можно было демонтировать их, чтобы получить настоящий резонансный кварцевый элемент.

Как только кварцевый элемент был получен, его можно было изменить так, чтобы его резонансная частота была изменена.

Одна из «хитростей» заключалась в том, чтобы нанести короткую графитовую отметку, то есть отметку карандашом на кварцевом элементе, чтобы немного понизить его резонансную частоту.

Другим действительно удалось отшлифовать основные плоские грани кристалла, чтобы немного увеличить резонансную частоту. Это требовало настоящего мастерства, поскольку лица должны были оставаться практически идеально параллельными.

Во всех случаях элемент из кристалла кварца должен оставаться как можно более чистым.Было высказано предположение, что при этом нужно надевать хлопковые перчатки.

Эти операции ни в коем случае не рекомендовались, но для тех, кто хотел экспериментировать и имел запасные кристаллы, можно было изменить резонансную частоту, хотя почти всегда активность кристаллов кварца снижалась.

Хотя кварцевые кристаллы представляют собой простое, точное, стабильное решение с низким уровнем фазового шума для использования в генераторах, часто бывает необходимо иметь возможность регулировать частоту. Концепция изменения частоты с помощью конденсатора переменной нагрузки широко используется в огромном количестве схемотехнических решений.Это достигается очень просто с использованием очень небольшого количества электронных компонентов.

Хотя существует баланс между величиной тяги или сдвига и другими аспектами, такими как стабильность, фазовый шум и т.п., обычно используемые уровни сдвига означают, что производительность обычно подходит практически для всех приложений.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор FET Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

% PDF-1.4 % 42 0 obj> endobj xref 42 76 0000000016 00000 н. 0000002311 00000 п. 0000001816 00000 н. 0000002451 00000 н. 0000002475 00000 н. 0000002522 00000 н. 0000002749 00000 н. 0000002823 00000 н. 0000002896 00000 н. 0000002969 00000 н. 0000003044 00000 н. 0000003118 00000 п. 0000003193 00000 п. 0000003267 00000 н. 0000003341 00000 п. 0000003414 00000 н. 0000003488 00000 н. 0000003562 00000 н. 0000003635 00000 н. 0000003710 00000 н. 0000003784 00000 н. 0000003857 00000 н. 0000003931 00000 н. 0000004005 00000 н. 0000004078 00000 н. 0000004152 00000 п. 0000004224 00000 н. 0000004297 00000 н. 0000004370 00000 н. 0000004442 00000 н. 0000004514 00000 н. 0000004587 00000 н. 0000004660 00000 н. 0000004734 00000 н. 0000004899 00000 н. 0000005035 00000 н. 0000005627 00000 н. 0000005924 00000 н. 0000006189 00000 п. 0000006850 00000 н. 0000006955 00000 н. 0000007353 00000 п. 0000007523 00000 н. 0000007814 00000 н. 0000008501 00000 н. 0000008683 00000 н. 0000009354 00000 п. 0000009515 00000 н. 0000010021 00000 п. 0000010974 00000 п. 0000011340 00000 п. 0000011986 00000 п. 0000013047 00000 п. 0000013949 00000 п. 0000014947 00000 п. 0000015927 00000 н. 0000016203 00000 п. 0000017448 00000 п. 0000017566 00000 п. 0000017760 00000 п. 0000018635 00000 п. 0000018790 00000 п. 0000019755 00000 п. 0000020597 00000 п. 0000025461 00000 п. 0000032872 00000 н. 0000038144 00000 п. 0000039557 00000 п. 0000039823 00000 п. 0000041166 00000 п. 0000041442 00000 п. 0000041499 00000 н. 0000041849 00000 п. 0000042062 00000 н. 0000042118 00000 п. 0000042529 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 44 0 obj> поток xb«a«_ €

Синонимы кварцевого генератора, антонимы кварцевого генератора

Он имеет следующие обозначения: RO: эталонный кварцевый генератор; FGF: формирователь сетки частот; FM1 и FM2: частотные умножители опорного генератора и формирователя сетки частот, соответственно.Измерение включало многократное умножение сигнала 100 кГц от кварцевого генератора. В системах WE-QCM используются две линейные или плоские антенны для возбуждения и обнаружения сдвиговых колебаний кварцевого генератора AT-среза. На рисунке 7 показан пример сенсорной ячейки для многоканального WE-QCM. Использование новых устройств должно иметь преимущества, выходящие за рамки простого размера, учитывая, что кварцевые генераторы уже доступны в корпусе размером всего 2,0 мм x 2,5 мм. x 0,85 мм ». Здесь цены на детали снижены по сравнению с программируемыми кварцевыми генераторами, а время выполнения заказа сокращено, если не лучше.»В то время как большинство электронных устройств радостно гудят, используя свои кварцевые генераторы, растущая глобализация сетевых коммуникаций и систем глобального позиционирования (GPS) для военных и гражданских приложений может выиграть от повышения точности атомной док-станции, которая более чем в пять миллионов раз точнее Речевые схемы содержатся на одном кристалле, который включает кварцевый генератор для измерения времени, драйвер жидкокристаллического дисплея, блок обработки речи, схему логической матрицы, постоянную память для чтения и схему вывода звука, которая управляет динамиком.Миллирен и др., «Прецизионный кварцевый осциллятор с компенсацией ускорения», Proc. Тем не менее, проблема измерения радиочастоты была в значительной степени решена изобретением кварцевого генератора, который стал коммерчески доступным в 1924 г. [6], и усилиями. компании NBS, которая начала транслировать стандартные частотные сигналы от новой радиостанции WWV в 1923 г. Это означает, что кварцевый генератор может внезапно переключаться с одной частоты на другую. Кварцевый осциллятор MV89 Double Oven (DOCXO) от Morion обеспечивает стабильность частоты вверх. к 1 х [10.sup.-10] в диапазоне температур от 40 [градусов] C до +75 [градусов] C. Состоящая из понижающих преобразователей с двойным резервированием и сверхстабильных кварцевых генераторов с тройным резервированием, система обеспечивает доставку Информация о точной навигации для самолетов, запуск которой запланирован на 2020 год на борту спутника Intelsat Galaxy 30. Для расчета размера рынка в отчете учитывается выручка от продаж кварцевых генераторов и резонаторов микроэлектромеханических систем (МЭМС).