Зачем нужен кварцевый резонатор
Основы электроники. Для чего нужны кварцевые резонаторы. Современная цифровая электроника, изобилующая микропроцессорами и микроконтроллерами, просто немыслима без тактовых колебаний. А где получение тактовых колебаний — там функционирование генератора и колебательной системы, и где колебательная система — там обязательно проявляют себя и явление резонанса и такой важный параметр как добротность. Здесь то и знакомимся мы с кварцевыми резонаторами.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Стабилизация частоты микроконтроллера кварцевым резонатором
- Что такое кварцевый генератор
- Как проверить кварцевый резонатор.
- 8.867238 МГц HC-49U, кварцевый резонатор
- Кварцевый генератор
- Кварцевые резонаторы. Виды и применение. Устройство и работа
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое КВАРЦЕВЫЙ РЕЗОНАТОР
Стабилизация частоты микроконтроллера кварцевым резонатором
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Кварцевый резонатор — структура, принцип работы, как проверить.
Современная цифровая техника требует высокой точности, поэтому совсем неудивительно, что практически любое цифровое устройство, какое бы не попалось сегодня на глаза обывателю, содержит внутри кварцевый резонатор.
Кварцевые резонаторы на различные частоты необходимы в качестве надежных и стабильных источников гармонических колебаний, чтобы цифровой микроконтроллер мог бы опереться на эталонную частоту, и оперировать с ней в дальнейшем, в процессе работы цифрового устройства.
Таким образом, кварцевый резонатор — это надежная замена колебательному LC-контуру. Если рассмотреть простой колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности , то быстро выяснится, что добротность такого контура в схеме не превысит , к тому же емкость конденсатора будет плавать в зависимости от температуры окружающей среды, то же самое произойдет и с индуктивностью. Не даром есть у конденсаторов и катушек такие параметры как ТКЕ — температурный коэффициент емкости и ТКИ — температурный коэффициент индуктивности, показывающие, насколько изменяются главные параметры этих компонентов с изменением их температуры.
Так, благодаря высоким показателям температурной стабильности и добротности, кварцевые резонаторы применяются всюду в радиотехнике и цифровой электронике. Для задания микроконтроллеру или процессору тактовой частоты, ему всегда необходим генератор тактовой частоты, на который он мог бы надежно опереться, и генератор этот всегда нужен высокочастотный и при том высокоточный.
Здесь то и приходит на помощь кварцевый резонатор. Конечно, в некоторых применениях можно обойтись пьезокерамическими резонаторами с добротностью , и таких резонаторов достаточно для электронных игрушек и бытовых радиоприемников, но для более точных устройств необходим кварц. В основе работы кварцевого резонатора — пьезоэлектрический эффект , возникающий на кварцевой пластинке. Кварц представляет собой полиморфную модификацию диоксида кремния SiO2, и встречается в природе в виде кристаллов и гальки.
Для создания резонаторов подходит низкотемпературный кварц, обладающий ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами.
От типа среза зависит многое: частота, температурная стабильность, устойчивость резонанса и отсутствие либо наличие паразитных резонансных частот. На пластинку затем наносят с обеих сторон по слою металла, коим может быть никель, платина, серебро или золото, после чего жесткими проволочками крепят пластинку в основание корпуса кварцевого резонатора.
Последний шаг — корпус герметично собирают. Так получается колебательная система, обладающая собственной резонансной частотой, и кварцевый резонатор, полученный таким образом, обладает собственной резонансной частотой, определяемой электромеханическими параметрами. Теперь если приложить к металлическим электродам пластики переменное напряжение данной резонансной частоты, то проявится явление резонанса, и амплитуда гармонических колебаний пластинки весьма значительно возрастет.
При этом сопротивление резонатора сильно понизится, то есть процесс аналогичен происходящему в последовательном колебательном контуре. На эквивалентной схеме: C2 — статическая электроемкость пластинок с держателями, L — индуктивность, С1 — емкость, R — сопротивление, отражающие электромеханические свойства установленной пластинки кварца. Если убрать монтажные элементы, останется последовательный LC-контур. В процессе монтажа на печатную плату, кварцевый резонатор нельзя перегревать, ведь конструкция его довольно хрупка, и перегрев может привести к деформации электродов и держателя, что непременно отразится на работе резонатора в готовом устройстве.
Часто причиной повреждения кварцевого резонатора является падение или сильный удар устройства, в котором он установлен, и тогда необходимо заменить резонатор на новый с той же резонансной частотой. Такие повреждения свойственны малогабаритным приборам, которые легко уронить.
Однако, по статистике, подобные повреждения кварцевых резонаторов встречаются крайне редко, и чаще неисправность прибора оказывается вызвана иной причиной.
Чтобы проверить кварцевый резонатор на исправность, можно собрать небольшой пробник, который поможет не только убедиться в работоспособности резонатора, но и увидеть его резонансную частоту.
Схема пробника представляет собой типичную схему кварцевого генератора на одном транзисторе. Включив резонатор между базой и минусом можно через защитный конденсатор на случай короткого замыкания в резонаторе , остается измерить частотомером резонансную частоту. Эта схема подойдет и для предварительной настройки колебательных контуров.
Когда схема включена, исправный резонатор станет способствовать генерации колебаний, и на эмиттере транзистора можно будет наблюдать переменное напряжение, частота которого будет соответствовать основной резонансной частоте тестируемого кварцевого резонатора. Подключив к выходу пробника частотомер, пользователь сможет наблюдать эту резонансную частоту. Если частота стабильна, если небольшой нагрев резонатора поднесенным паяльником не приводит к сильному уплыванию частоты, то резонатор исправен.
Если же генерации не будет, или частота будет плавать или окажется совсем другой, чем должна быть для тестируемого компонента, то резонатор неисправен, и его следует заменить. Данный пробник удобен и для предварительной настройки колебательных контуров, в этом случае конденсатор C1 обязателен, хотя при проверке резонаторов его можно из схемы исключить. Контур просто подключается вместо резонатора, и схема начинает генерировать колебания аналогичным образом.
Пробник собранный по приведенной схеме замечательно работает на частотах от 15 до 20 МГц. Для иных диапазонов вы всегда можете поискать схемы в интернете, благо их там много, как на дискретных компонентах, так и на микросхеме.
Поделитесь этой статьей с друзьями:. Вступайте в наши группы в социальных сетях:. ВКонтакте Facebook Одноклассники Pinterest. Как устроена и работает беспроводная зарядка для телефона Наноантенны — устройство, применение, перспективы использования Микросхема КГГ1 для устройств с удержанием резонанса — принцип ра Новые статьи Тематическая викторина от Иосифа Труба Чем конструкция дорогих розеток отличается от дешевых Какие нужны насадки на болгарку и перфоратор для провед IGBT-транзисторы — основные компоненты современной сило Какое напряжение опасно для жизни человека?
Как работают датчики и токовые клещи для измерения пост Почему выключатель размыкает фазу, а не ноль? В Интернете кто-то прав! За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
Тематическая викторина от Иосифа Труба Чем конструкция дорогих розеток отличается от дешевых Какие нужны насадки на болгарку и перфоратор для провед Или о чём говорят электрики Бортовая сеть автомобиля.
Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. Комментарии: 1 написал: Вадим [цитировать]. Для младшего дошкольного возраста.
Что такое кварцевый генератор
Точность поддержания частоты в приведенных схемах невысока. Чтобы избавиться от этого, необходимо использовать кварцевый резонатор, в просторечии — просто кварц. Это т. Как, спросите вы, даже от температуры не будет зависть?
Мне вот, что интересно. Зачем к МК подключать кварц?МК от этого будет быстрее работать? Если да, то какой ценой (энергопотребление, перегрев).
Как проверить кварцевый резонатор.
Если полупроводниковые радиокомпоненты в основном делают из кремния, то кварц также состоит из кремния но в связке с кислородом.
Его формула SiO 2. Выглядит он примерно вот так:. Ну прямо сокровище какое-то! Но сокровище спрятано не в самом кварце, а в том, каким свойством он обладает. И этот эффект кварца сделал революцию в прецизионной точной электронике…. Еще в 19 веке два брата Кюри обнаружили интересное свойство некоторых твердых кристаллов генерировать ЭДС , деформируя эти кристаллы. Существует также и обратный эффект, то есть при подаче напряжения мы можем деформировать эти кристаллы.
8.867238 МГц HC-49U, кварцевый резонатор
Решил написать книгу … … про реальную разработку устройств на stm Поэтому думаю обновления если и будут, то нерегулярным и в основном в виде кусочков из книги. Что бы не было скучно, вот вам малюсенький кусочек, можно сказать бета-версия про кварцевые резонаторы и вообще частоты. Сами по себе микроконтроллеры работать не умеют. Им нужны всякие сопутствующие элементы.
Забыли пароль? Документация производителя datasheet.
Кварцевый генератор
Кварцевый резонатор — это радиотехнический элемент, в котором объединены два эффекта: механический резонанс и пьезоэлектричество.
Данный элемент является основным в резонансных схемах, то есть в таких, где требуется точная настройка на строго определенную частоту. Это опорные задающие генераторы и фильтры. Точность и стабильность генерации важны для нормальной работы приемопередающих устройств, часов. Но иногда даже точность кварцевых элементов недостаточна.
Кварцевые резонаторы. Виды и применение. Устройство и работа
Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Современная цифровая аппаратура нуждается в высокой точности, поэтому часто в цифровых устройствах содержится кварцевый резонатор, который является стабильным и надежным генератором гармонических колебаний. Цифровые микроконтроллеры работают на основе этой постоянной частоты, и используют ее для работы цифрового прибора. Кварцевые резонаторы являются надежной заменой контура колебаний, собранного на конденсаторе и катушке индуктивности. Добротность контура колебаний на основе катушки и конденсатора не превышает Она является характеристикой контура колебаний, определяющей величину полосы резонанса.
Добротность показывает, во сколько раз энергия колебательной системы превышает потери энергии в течение одного периода колебаний.
В кварцевом резонаторе используется пьезоэлектрический эффект для возбуждения электрических колебаний заданной частоты и построения.
Кварцевый резонатор является электронным прибором, построенным на пьезоэффекте, а также механическом резонансе. Применяется радиостанциями, где задает несущую частоту, в часах и таймерах, фиксируя в них интервал в 1 секунду. Прибор является источником, обеспечивающим гармонические колебания высокой точности. Имеет, при сравнении с аналогами, большую эффективность работы, стабильные параметры.
Кварцевый резонатор представляет собой электромеханическую систему, состоящую из кварцевой пластинки, электродов и держателя. Эквивалентная электрическая схема рис. Индуктивность LK составляет десятые доли генри при частоте резонатора около 2 5 10е гц и выше сотен генри — у низкочастотных резонаторов. Кварцевый резонатор при такой скважности возбуждается второй гармоникой напряжения и. Спектр этого напряжения состоит из большого числа гармонических составляющих. Другие составляющие передаются без изменения, так как опя них резонатор, по сравнению с сопротивлением конденсатора С62, представляет собой очень большое сопротивление.
Частота собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких к Гц до сотен МГц. Она определяется физическими размерами резонатора , упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла.
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 г. Кэди подключил кварцевую пластину к радиогенератору, что обеспечило заметную стабилизацию излучаемой частоты.
Забыли пароль? Есть плата управления будущей радиостанции. На ней два кварцевых рехзонатора.
Кварцевые резонаторы Arduino с доставкой
Кварцевые резонаторы
Ваш кошик порожній!
В классическом исполнении кварцевый резонатор — радиотехнический элемент, который используют для создания цепей с целью генерации электроколебаний. Кварцевый резонатор Ардуино отличается от стандартного исполнения устройств подобного рода. Он является более компактным и достаточно стабильным в работе. Поэтому нет необходимости использовать колебательный контур на основе конденсатора и катушки индуктивности. Оптимально применять кварцевый резонатор для микроконтроллера в качестве источника гармонических колебаний и обеспечения надежной замены колебательного контура.
Кварцевый резонатор: для чего нужен
Если ардуинщик имеет мало опыта, но согласно схеме нужно внедрить в проект кварцевый резонатор, что делает этот прибор ему сразу же становится понятным. В глобальном понимании резонатором называют систему, которая может совершать колебания на максимальные амплитуды в условиях воздействия разных внешних сил. Свойства прибора стали возможными благодаря заключению кварца в прочном корпусе. Это кристаллическое минеральное вещество обладает высокой прочностью и свойством пьезоэлектрика, отсюда все указанные свойства.
На современном рынке в большом разнообразии представлены кварцевые резонаторы, купить можно элементы разных размеров и форм. Габариты внутренней пластины из кварца — крайне важный показатель, от которого зависит основная частота электрических колебаний. Отсюда следующая зависимость: чем больше толщина у пластинки, тем меньше рабочая частота. В связи с этим самые высокочастотные приборы допускают не более 50 МГц — в этом случае кварц очень тонкий. Для Arduino предельная частота — 25 МГц.
Зачастую, когда речь идет о том, чтобы приобрести кварцевый резонатор, где его найти выясняют сборщики функциональных устройств — часов, роботов или каких-либо ЧПУ. Для некоторых групп приборов подходят только определенные “кварцы”, которые имеют всегда постоянную частоту. Например:
- Кварцевый резонатор для часов — имеет частоту 32.
768 Герц. Странный размер частоты — это 2 в 15 степени. Такой элемент работает только в паре с 15-разрядной микросхемой-счетчиком. Принцип работы системы прост: как только она посчитает 32.768, выдается импульс. Резонатор в 32.768 Герца выдает импульс один раз в секунду, поэтому его называют часовым. - Кварцевый резонатор генератор — выдающий сигнал синусоидальной формы или прямоугольнике. Последний часто используется в цифровой электронике, первый — уместен для аналитики и измерения частот.
- Кварцевый резонатор в микроконтроллерах — применяется для стабилизации работы контроллера. Для бытовых проектов подойдут низко- и среднечастотные “кварцы”, в профессиональных целях используют высокочастотные элементы.
Кварцевый резонатор: типы и преимущества
Четкой градации оборудования для проектов Arduino в настоящее время не введено. Кварцевые резонаторы купить в Украине можно с разной частотой, минимальная — 4 МГц, исключением является модель для часов. Выбор следует основывать на целях применения конечного проекта. Чем сложнее и не стабильнее цепочка, тем выше частота. Однако применение элементов выгодно по ряду причин:
- Долговечность — устройства прослужат длительное время и обеспечат стабильную и долгую работу проекта.
- Компактность — возможность кварцевый резонатор заказать для проекта любых масштабов.
- Устойчивость — сохранение целостности при негативных воздействиях.
Стабильность в широком диапазоне температур — от -10 до +15 градусов по Цельсию. Работают и при более высоких температурах, но при этом требуют контроля за стабильностью.
Многие опытные ардуинщики подбирают в базу ни один кварцевый резонатор — для чего? В комплекте с Ардуино можно создавать эффектные каскадные фильтры, которые не будут требовать ручной настройки во время эксплуатации многофункционального устройства.
Кварцевые резонаторы в Украине
Интернет-магазин Ekot предлагает кварцевые резонаторы купить в Киеве, Харькове или из любого другого города Украины с доставкой. В данном разделе каталога представлены приборы по доступной цене высокого качества. Обратите внимание, техническое описание мы разместили на каждый кварцевый резонатор, даташит также прилагается к каждой модели, так как оборудование поставляется от производителя напрямую.
Заказ оформляется в стандартном порядке — через Корзину. В нашем интернет-магазине вы можете приобрести не только кварцевый резонатор, где взять остальные элементы для создания проекта в рамках Arduino вы сможете определить с помощью удобного фильтра каталога. Выберите подходящий раздел и оформите покупку. Если у вас возникли вопросы, свяжитесь с нами любым доступным способом.
Удивительные рабочие механизмы кварцевого резонатора.
Добро пожаловать в компанию ChipSun Technology Co., Ltd.
86-755 8345 8798 [email protected]
EN|中
- администратор
- Новости отрасли
- Многие электронные системы зависят от кварцевого резонатора как основных компонентов. Благодаря точной синхронизации и администрированию система может работать с необходимой скоростью и частотой. Также рассматривается использование этих веществ в компьютерах, радиоприемниках и других электроприборах, а также то, как они могут улучшить вашу работоспособность.
- Точная настройка частоты электрических цепей требует использования мощного и универсального компонента кварцевого резонатора. Системы связи в настоящее время требуют более точной синхронизации и высокопроизводительных компонентов. Чтобы эти системы работали максимально эффективно, кварцевые резонаторы обеспечивают точную временную и частотную стабильность.
Персонал всегда вежлив и компетентен. Все отдают предпочтение этому производителю среди других при покупке хорошего предложения. Вам настоятельно рекомендуется связаться с этим производителем резонаторов, если вы ищете недавно изготовленные и надежные кристаллы. Магазин отлично подходит для поиска новинок и самой свежей информации о кристаллах. Когда он поступает в центр аутентификации, наши агенты проверяют его на соответствие нашим внутренним стандартам качества, прежде чем предоставить его вам.
- Указана смешная цена:
По мере роста платформ электронной коммерции на рынке появляется все больше поддельных товаров. Надежная платформа ChipSun использует строгую внутреннюю аутентификацию для обеспечения безопасности каждой транзакции. Расходы должны быть снижены. Производитель кварцевых резонаторов можно быстро, надежно и безопасно приобрести в компании ChipSun.
- Еще одно подтверждение подлинности и отличного качества продукции:
Продукты, прошедшие проверку подлинности, имеют превосходное качество, что выгодно как потребителям, так и продавцам, которым может быть полезно знать, что товар является законным и одобренным. Процедура аутентификации выполняется каждый раз, когда продукт покупается или продается через Интернет. Более надежный покупатель выгоден как покупателям, так и продавцам. Благодаря процедуре проверки вам не придется беспокоиться о возмещении или возврате средств. Они позаботятся о каждой детали, как только она будет доставлена в ChipSun. То, что для вас будет мало административной работы, просто фантастика.
Этот кварц может быть создан с минимальными затратами и при этом функционировать достаточно хорошо. Их можно использовать для многих других электронных схем, таких как кварцевые генераторы с температурной компенсацией для микропроцессорных часов, сильные фильтры, невероятно стабильные генераторы с печным управлением и несколько более общих и радиочастотных схем. При выборе идеального резонатора для ваших нужд учитывайте несколько переменных.
- Сначала рассмотрим приложение, в котором будет использоваться резонатор. Поскольку все они предназначены для разных функций, выберите резонатор, подходящий для вашего приложения.
- Затем следует рассмотреть желаемый диапазон частот. Поскольку резонаторы существуют для различных частот, позаботьтесь о том, чтобы выбрать тот, который будет охватывать желаемый частотный диапазон.
- Наконец, подумайте, сколько энергии и памяти потребуется вашему приложению. Поскольку они бывают разных размеров и потребляют разное количество электроэнергии, будьте осторожны при выборе резонатора, который удовлетворит ваши потребности.
- Вы, как и большинство людей, не знаете, что такое кварц и почему он важен. Небольшая часть оборудования на вашем компьютере занимает место. Однако от кварца зависит стабильность и эффективная работа вашего компьютера.
- С момента своего основания компания прилагала усилия для повышения ценности своих клиентов, предлагая различные обоснования различных требований к управлению частотой, механизмов и требований к модульной конструкции для удовлетворения их потребностей.
- По цене, качеству, доставке и другим факторам, среди прочего, ChipSun Technology неизменно превосходит ожидания клиентов.
- Производители уникального оборудования, производители оригинальных конструкций, компании, предоставляющие услуги по производству электротехники, решения в области НИОКР, готовые решения, электронную коммерцию и другие дополнительные услуги — вот лишь некоторые из клиентов, которых обслуживает ChipSun Technology.
- A кварцевый резонатор — это электрическое устройство, использующее вибрацию кристалла для создания индикатора с заданной частотой. Этот резонатор преобразует электрическую энергию в механическую энергию, которая снова превращается в электрическую энергию. Этот вид преобразования энергии известен как резонанс.
- Они состоят из кварца, вещества со встроенным пьезоэлектрическим свойством, которое заставляет его вибрировать с определенной частотой при воздействии переменного электрического тока. Эти резонаторные фильтры часто используются в телекоммуникационной отрасли.
- Используются в интересующем диапазоне частот для уменьшения шума и неправильных ответов. Разработка этих фильтров является сложной задачей из-за высокой добротности резонаторов, что может привести к узкой полосе пропускания и значительным вносимым потерям.
- Их можно рассматривать как инструменты, используемые для генерации определенной частоты или диапазона частот, которые могут генерировать различные сигналы.
- Они помогают регулировать частоту, мощность и время в устройстве и предлагают различные преимущества по сравнению с другими компонентами. Низкие цены, исключительная температурная стабильность, точная регулировка частоты и низкое энергопотребление — вот лишь некоторые из них.
- Эти резонаторы необходимы для многих электрических систем, поскольку они обеспечивают источник точной и постоянной частоты. В микропроцессорах и фильтрах радиочастотных сигналов использовались различные схемы генераторов и источников синхронизации. Они помогают поддерживать правильное время, обеспечивая частоту, точность и стабильность.
Кварцевый резонатор является частью электроники, используемой для синхронизации, стабильности частоты и выбора частоты. Поскольку они очень точны, надежны и стабильны, они популярны для различных приложений. Наша продукция отвечает потребностям потребителей и отличается высочайшим качеством. С момента своего основания компания стремилась максимизировать ценность своих клиентов, предлагая различные решения для различных требований в компонентах управления частотой и модульной конструкции. Благодаря выдающемуся качеству продукции, глубокому пониманию отрасли и первоклассному обслуживанию клиентов ChipSun является ведущим производителем кварцевых резонаторов. Для достижения этой цели компаниям необходимо выйти за рамки ожиданий клиентов в отношении цен, качества, доставки и обслуживания. Мы обладаем наибольшим опытом и обеспечиваем высочайший уровень обслуживания клиентов.
- предыдущая запись: Дизайн и характеристика МЭМС-генератора для микрогенераторов энергии
- следующая запись: Все, что вам нужно знать о SMD7050 Crystal
Что такое резонаторы? — Utmel
Резонатор — это электронный компонент, который может генерировать резонансную частоту. Он обладает характеристиками стабильности и хорошей защитой от помех. Как и низкочастотный контур, резонатор также является основным компонентом радиочастотного контура. Он широко используется в фильтрах, генераторах, частотомерах и регулируемых схемах, таких как усилители. Обычно используемые резонаторы ВЧ/СВЧ в основном представляют собой резонаторы линии передачи.
Каталог
I. Типы
1. Кварцевый резонатор центры заряда внутри них, что приводит к поляризации, в результате чего на поверхностях обоих концов среды возникают связанные заряды с противоположными знаками.
В определенном диапазоне напряжений механическая сила и заряд имеют линейную и обратимую зависимость.) выполнена резонансная составляющая.Схема работы кварцевых резонаторов
1.1 Принцип работы
Кристаллом называют твердое тело, в котором атомы, молекулы или ионы вытянуты во всех направлениях по регулярной и повторяющейся схеме.
Кристаллы и почти все эластичные материалы имеют собственную резонансную частоту, которую можно использовать с помощью соответствующих датчиков. Например, сталь обладает хорошей эластичностью и высокой скоростью звука. До того, как кристалл кварца получил широкое распространение, в качестве механического фильтра использовалась сталь. Резонансная частота зависит от размера кристалла, формы, упругости и скорости звука в веществе. Кристаллы для высоких частот обычно разрезают на простые формы, такие как квадратные ломтики. Типичные низкочастотные кристаллы часто нарезаются в форме камертона, например, используемые в часах. Если слишком высокая точность не требуется, вместо кварцевых резонаторов можно также использовать керамические резонаторы.
Когда электроды на кристалле кварца используются для приложения электрического поля к правильно вырезанному и установленному кристаллу кварца, кристалл деформируется. Это обратный пьезоэлектрический эффект. Когда приложенное электрическое поле удаляется, кристалл кварца возвращается к своей первоначальной форме и излучает электрическое поле, тем самым создавая напряжение на электроде. Такие характеристики заставляют кристаллы кварца вести себя в цепи, аналогичной цепи RLC, образованной комбинацией катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов. Резонансная частота катушки индуктивности и конденсатора в комбинации отражает физическую резонансную частоту кварцевого кристалла.
Преимущество кристалла кварца в том, что при изменении температуры коэффициент упругости и размер, влияющие на частоту колебаний, меняются незначительно, поэтому частотные характеристики стабильны. Характеристики резонанса также зависят от угла среза между модой колебаний и кварцем (относительно оси кристалла). В настоящее время обычно используется резка AT, и ее колебания представляют собой режим колебаний сдвига по толщине. Кроме того, в строгих случаях, требующих высокой точности и стабильности, кристаллы кварца будут помещены в камеру с постоянной температурой и вибропоглощающий контейнер для предотвращения помех от внешней температуры и вибрации.
1.2 Плюсы и минусы
Преимущества: Уровень сигнала переменный, то есть определяется по колебательному контуру. Один и тот же кристалл может применяться для различных напряжений, может использоваться для различных микросхем с различными требованиями к напряжению тактового сигнала, а цена обычно ниже. . Точность кристаллического резонатора составляет от 1 PPM (частей на миллион) до 100 PPM.
Недостатки: Кристаллический резонатор представляет собой неполярный компонент с 2 контактами. Для генерации колебательного сигнала ему нужна помощь тактовой схемы, и он не может колебаться сам по себе. По сравнению с кварцевыми генераторами недостаток кварцевых резонаторов заключается в низком качестве сигнала. Обычно требуется точное согласование периферийных цепей (конденсаторов, индуктивностей, сопротивлений для согласования сигналов и т. д.). При замене кристаллов с другими частотами необходимо соответствующим образом выполнить настройку периферийных цепей. Корректирование.
Кристаллический резонатор имеет некоторые эквивалентные параметры, и разные условия использования могут иметь разные требования. При выборе необходимо учитывать температуру окружающей среды, емкость нагрузки, точность частоты и другие требования. Для этого требуется некоторый контроль параметров схемы периферийного генератора, чтобы на выходе была стабильная частота.
2. Керамический резонатор
Керамический резонатор представляет собой пьезоэлектрическое керамическое устройство, используемое для генерации колебаний на определенной частоте. Материалы, используемые для изготовления таких устройств, в процессе производства возбуждают резонансные характеристики. Поскольку эта резонансная характеристика находится в пределах производственной погрешности, а ее добротность намного ниже, чем у кварца, стабильность частоты, которую могут обеспечить керамические резонаторы, не так хороша, как у кристаллических резонаторов. Как правило, керамические резонаторы используются в случаях с низкой стоимостью и низкими требованиями к производительности.
Преимущества: По сравнению с кристаллами стоимость керамических резонаторов вдвое меньше стоимости кристаллов, а размер меньше.
Недостатки: По сравнению с кристаллами ему не хватает частотной и температурной стабильности. Его точность плохая, вероятно, между 1% и 0,1%.
Типичная начальная точность керамических резонаторов находится в диапазоне от 0,5% до 0,1%, и дрейф, вызванный старением или изменениями температуры, может изменить этот диапазон точности. Допуски недорогих керамических резонаторов составляют всего ±1,1%, а точность автомобилей более высокого класса составляет ±0,25% и ±0,3% соответственно. Будущее применение связано с автомобильной шиной CAN (локальная сеть контроллеров) с рабочей температурой от -40°C до +125°C. Недорогие керамические резонаторы с частотами от 200 кГц до примерно 1 ГГц подходят для встраиваемых систем, не предъявляющих строгих требований к временным характеристикам. Керамические устройства запускаются быстро и обычно имеют меньшие объемы, чем кварцевые устройства. Они также более способны выдерживать удары и вибрации.
Разница между керамическими резонаторами и кварцевыми резонаторами заключается в точности и температурной стабильности. Кристаллы кварца имеют более высокую точность и лучшую температурную стабильность, чем керамические кристаллы. Точность кристалла кварца может достигать шести знаков после запятой, а единица измерения выражается в ppm (частях на миллион). Например, погрешность используемых вами кварцевых кристаллов 4M и 11.0592M обычно меньше +/-30 частей на миллион, то есть точность составляет 30 частей на миллион. Точность керамических резонаторов может соответствовать только трем знакам после запятой, что выражается в кГц. Например, точность керамических резонаторов на 4 МГц обычно составляет +/-750 кГц.
По техническим параметрам кварцевые резонаторы могут заменить керамические резонаторы, но керамические резонаторы не смогут заменить кварцевые резонаторы. Керамические резонаторы в основном используются в пультах дистанционного управления телевизорами, игрушках и других изделиях, не требующих высокой точности. Кварцевые резонаторы необходимы там, где требуется точность в потребительских электронных продуктах, таких как контрольно-измерительные приборы, средства связи и средства связи.
II. Характеристики
Основные характеристические параметры резонаторов включают номинальную частоту, разность частот настройки, разность температурных частот, эквивалентное сопротивление, уровень возбуждения, емкость нагрузки, статическую емкость, скорость старения и диапазон температур.
①Номинальная частота: при определенных условиях заданная центральная резонансная частота резонатора.
②Отрегулируйте разность частот: в указанных условиях максимальное значение отклонения рабочей частоты при эталонной температуре от номинальной частоты.
③Разность частот температуры: допустимое отклонение рабочей частоты от эталонной температуры во всем диапазоне рабочих температур при заданных условиях.
④ Эталонная температура: заданная температура окружающей среды при измерении параметров кварцевого резонатора. Для кварцевых резонаторов с постоянной температурой это обычно центральная точка диапазона рабочих температур; для нерегулируемых кварцевых резонаторов она составляет 25°С±2°С.
⑤ Резонансное сопротивление нагрузки: значение сопротивления кварцевого резонатора, включенного последовательно с указанным внешним конденсатором на резонансной частоте нагрузки.
⑥ Уровень возбуждения: относится к эффективной мощности, потребляемой при работе кварцевого резонатора, и является мерой состояния возбуждения, применяемого к кварцевому кристаллическому элементу. Обычно используемые стандартные значения: 0,1 мВт, 0,5 мВт, 1 мВт, 2 мВт и 4 мВт. В реальных условиях уровень возбуждения можно регулировать. При сильном возбуждении легко начать вибрировать, а при слишком слабом возбуждении стабильность частоты становится хуже или вообще отсутствует вибрация.
⑦Емкость нагрузки: относится к эффективной внешней емкости, которая вместе с кварцевым резонатором определяет резонансную частоту нагрузки. Обычно используемые стандартные значения емкости нагрузки составляют 16 пФ, 20 пФ, 30 пФ, 50 пФ и 100 пФ. Емкость нагрузки может быть отрегулирована соответствующим образом в соответствии с конкретной ситуацией. Как правило, рабочая частота резонатора может быть доведена до номинального значения посредством регулировки.
⑧Статическая емкость: статическая емкость между двумя контактами кварцевого резонатора.
⑨Скорость старения: относится к ошибке, вызванной старением кристалла кварца с увеличением времени.
⑩ Диапазон температур: относится к допустимому диапазону изменения температуры окружающей среды в рабочих условиях.
III. Приложения
Диэлектрический резонатор
Еще в 1939 году были предложены концепция и теория диэлектрических резонаторов. Однако из-за того, что не было найдено подходящих диэлектрических материалов, эта теория не применялась на практике более 20 лет. К 1960-е годы, рутиловый фарфор и другие материалы с высокой диэлектрической проницаемостью. Успешное развитие керамики (ε≈80100) вновь привлекло внимание к диэлектрическому резонатору. Но поскольку температурный коэффициент рутилового фарфора слишком высок, это ограничивает его практическое применение. В 1970-х годах были разработаны керамика из титаната бария и титаната циркония. Их высокая диэлектрическая проницаемость, низкие потери и низкотемпературный коэффициент сделали диэлектрические резонаторы практичными. Диэлектрические резонаторы имеют преимущества небольшого размера, легкого веса, высокого качества и хорошей стабильности. В частности, его легко применить к микрополосковым схемам или микроволновым интегральным схемам и диапазонам миллиметровых волн, которым уделяется большое внимание и которые быстро развиваются. Когда показатель диэлектрической проницаемости высок, граница раздела среды и воздуха подобна открытой дороге, а коэффициент излучения электромагнитных волн на границе раздела близок к 1.
