ცისტალური ოსცილატორის მუშაობის პრინციპი

ბროლის ოსცილატორის შეჯამება

კრისტალური ოსცილატორი გულისხმობს კვარცის ბროლისგან მოჭრილ ვაფლს გარკვეული აზიმუტის კუთხის მიხედვით, კვარცის კრისტალური რეზონატორი, რომელსაც მოიხსენიებენ როგორც კვარცის კრისტალს ან ბროლის ოსცილატორს;კრისტალურ ელემენტს პაკეტში დამატებული IC ეწოდება კრისტალური ოსცილატორი.მისი პროდუქცია, როგორც წესი, შეფუთულია ლითონის ყუთებში, მაგრამ ასევე მინის, კერამიკის ან პლასტმასის.

კრისტალური ოსცილატორის მუშაობის პრინციპი

კვარცის კრისტალური ოსცილატორი არის რეზონანსული მოწყობილობა, რომელიც დამზადებულია კვარცის ბროლის პიეზოელექტრული ეფექტით.მისი ძირითადი შემადგენლობა დაახლოებით შემდეგია: კვარცის კრისტალიდან გარკვეული აზიმუტის ნაჭრის მიხედვით, რომელიც დაფარულია ვერცხლის ფენით მის ორ შესაბამის ზედაპირზე ელექტროდების სახით, შედუღებული ტყვიის მავთული თითოეულ ელექტროდზე, რომელიც დაკავშირებულია ქინძისთავთან ერთად შეფუთვის გარსით. კვარცის კრისტალური რეზონატორი, რომელსაც უწოდებენ კვარცის კრისტალს ან კრისტალს, კრისტალურ ვიბრაციას.მისი პროდუქცია, როგორც წესი, შეფუთულია ლითონის ყუთებში, მაგრამ ასევე მინის, კერამიკის ან პლასტმასის.

თუ ელექტრული ველი ვრცელდება კვარცის ბროლის ორ ელექტროდზე, ჩიპი მექანიკურად დეფორმირდება.პირიქით, თუ ჩიპის ორივე მხარეს მექანიკური წნევა განხორციელდება, ელექტრული ველი წარმოიქმნება ჩიპის შესაბამისი მიმართულებით.ამ ფიზიკურ მოვლენას პიეზოელექტრული ეფექტი ეწოდება.თუ ჩიპის ორ პოლუსზე ალტერნატიული ძაბვები გამოიყენება, ჩიპი წარმოქმნის მექანიკურ ვიბრაციას, რაც თავის მხრივ წარმოქმნის ალტერნატიულ ელექტრულ ველებს.

ზოგადად, ჩიპის მექანიკური ვიბრაციის ამპლიტუდა და ალტერნატიული ელექტრული ველის ამპლიტუდა ძალიან მცირეა, მაგრამ როდესაც გამოყენებული ალტერნატიული ძაბვის სიხშირე არის კონკრეტული მნიშვნელობა, ამპლიტუდა მნიშვნელოვნად იზრდება, ბევრად უფრო დიდი ვიდრე სხვა სიხშირეებზე. , ამ ფენომენს ეწოდება პიეზოელექტრული რეზონანსი, რომელიც ძალიან ჰგავს LC წრედის რეზონანსს.მისი რეზონანსული სიხშირე დაკავშირებულია ჭრის რეჟიმთან, გეომეტრიასთან და ჩიპის ზომასთან.

როდესაც კრისტალი არ ვიბრირებს, ის შეიძლება ჩაითვალოს ბრტყელ კონდენსატორად, რომელსაც ეწოდება ელექტროსტატიკური ტევადობა C და მისი ზომა დაკავშირებულია ჩიპის გეომეტრიულ ზომასთან და ელექტროდის ფართობთან, ზოგადად, კანის რამდენიმე მეთოდით ათეულობით კანის მეთოდით. .როდესაც კრისტალი რხევა, მექანიკური ვიბრაციის ინერცია უდრის ინდუქციურ L-ს. ზოგადად, L მნიშვნელობები მერყეობს ათეულიდან ასეულ გრადუსამდე.ჩიპის ელასტიურობა შეიძლება იყოს C ტევადობის ექვივალენტური, რომელიც ძალიან მცირეა, ჩვეულებრივ მხოლოდ 0,0002 ~ 0,1 პიკოგრამი.ვაფლის ვიბრაციის დროს ხახუნით გამოწვეული დანაკარგი უდრის R-ს, რომლის ღირებულებაა დაახლოებით 100 ohms.იმის გამო, რომ ჩიპის ეკვივალენტური ინდუქციურობა ძალიან დიდია და C ძალიან მცირე, R ასევე მცირეა, ამიტომ წრედის ხარისხის Q ფაქტორი ძალიან დიდია, 1000 ~ 10000-მდე. გარდა ამისა, თავად ჩიპის რეზონანსული სიხშირე. ძირითადად დაკავშირებულია მხოლოდ ჭრის რეჟიმთან, გეომეტრიასთან და ჩიპის ზომასთან და შეიძლება გაკეთდეს ზუსტად, ამიტომ კვარცის რეზონატორებისგან შემდგარ ოსცილატორის წრეს შეუძლია მიიღოს მაღალი სიხშირის სტაბილურობა.

კომპიუტერებს აქვთ დროის წრე და მიუხედავად იმისა, რომ ტერმინი „საათი“ ჩვეულებრივ გამოიყენება ამ მოწყობილობების აღსანიშნავად, ისინი რეალურად არ არიან საათები ჩვეულებრივი გაგებით.მათ შეიძლება უკეთ ეწოდოს ტაიმერი.კომპიუტერის ტაიმერი, როგორც წესი, არის ზუსტად დამუშავებული კვარცის კრისტალი, რომელიც რხევა დაძაბულობის საზღვრებში იმ სიხშირით, რომელიც დამოკიდებულია იმაზე, თუ როგორ იჭრება თავად კრისტალი და რამდენ დაძაბულობას ექვემდებარება იგი.არსებობს ორი რეგისტრი, რომელიც დაკავშირებულია თითოეულ კვარცის კრისტალთან, მრიცხველი და დაჭერის რეგისტრი.კვარცის ბროლის ყოველი რხევა მრიცხველს ერთით ამცირებს.როდესაც მრიცხველი 0-მდე იკლებს, წარმოიქმნება შეფერხება და მრიცხველი ხელახლა იტვირთება საწყის მნიშვნელობას დაკავების რეესტრიდან.ეს მიდგომა შესაძლებელს ხდის ტაიმერის დაპროგრამებას წამში 60 შეწყვეტის გენერირებისთვის (ან ნებისმიერი სხვა სასურველი სიხშირით).თითოეულ შეფერხებას საათის ტიკტიკა ეწოდება.

ელექტრული თვალსაზრისით, კრისტალური ოსცილატორი შეიძლება ექვივალენტური იყოს კონდენსატორისა და რეზისტორის ორ ტერმინალურ ქსელს პარალელურად და კონდენსატორის სერიაში.ელექტროტექნიკაში ამ ქსელს აქვს ორი რეზონანსული წერტილი, რომლებიც იყოფა მაღალ და დაბალ სიხშირეებად.ქვედა სიხშირე არის სერიული რეზონანსი, ხოლო უფრო მაღალი სიხშირე არის პარალელური რეზონანსი.თავად ბროლის მახასიათებლების გამო, მანძილი ორ სიხშირეს შორის საკმაოდ ახლოს არის.ამ ძალიან ვიწრო სიხშირის დიაპაზონში კრისტალური ოსცილატორი ინდუქტორის ექვივალენტურია, ასე რომ, სანამ კრისტალური ოსცილატორის ორი ბოლო დაკავშირებულია შესაბამის კონდენსატორებთან პარალელურად, იგი წარმოქმნის პარალელურ რეზონანსულ წრეს.ეს პარალელური რეზონანსული წრე შეიძლება დაემატოს უარყოფითი უკუკავშირის წრეს, რათა შეიქმნას სინუსოიდური რხევის წრე.იმის გამო, რომ კრისტალური ოსცილატორის სიხშირის დიაპაზონი, რომელიც ექვივალენტური ინდუქციურია, ძალიან ვიწროა, ამ ოსცილატორის სიხშირე დიდად არ შეიცვლება მაშინაც კი, თუ სხვა კომპონენტების პარამეტრები მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

კრისტალური ოსცილატორს აქვს მნიშვნელოვანი პარამეტრი, ეს არის დატვირთვის ტევადობის მნიშვნელობა, აირჩიეთ პარალელური ტევადობა, რომელიც ტოლია დატვირთვის ტევადობის მნიშვნელობას, შეუძლია მიიღოს ბროლის ოსცილატორის ნომინალური რეზონანსული სიხშირე.ზოგადი ვიბრაციის კრისტალური რხევის წრე არის ინვერსიული გამაძლიერებლის საპირისპირო ბოლოებზე, რომლებიც დაკავშირებულია კრისტალებთან, აქვს ორი ტევადობა, იღებს კრისტალების ბოლოებს, შესაბამისად თითოეული ტევადობა მიმღების მეორე მხარეს, ორი კონდენსატორის სიმძლავრე სერიული მნიშვნელობით უნდა იყოს ტოლი. დატვირთვის ტევადობას, გთხოვთ, მიაქციოთ ყურადღება, რომ ზოგადი IC პინებს აქვთ ექვივალენტური შეყვანის ტევადობა, ამის იგნორირება არ შეიძლება.ზოგადად, კრისტალური ოსცილატორის დატვირთვის ტევადობა არის 15 ან 12,5 კანი.თუ განიხილება კომპონენტის ქინძისთავის ექვივალენტური შეყვანის ტევადობა, უკეთესი არჩევანია კრისტალური ოსცილატორის რხევის წრე, რომელიც შედგება ორი 22 კანის კონდენსატორისგან.