Генератор пирса

Предприятие Nanbu Shoko Co. В году компания изменила название на Nihon Dempa Kogyo Co. Производство кварцевых фильтров началось в году, в году компания приступила к выпуску кварцевых генераторов. NDK является одной из немногих компаний, которые самостоятельно выращивают синтетические кварцевые кристаллы и осуществляют их распиловку. В году началось строительство завода Sayama Plant в префектуре Сайтама, а уже в году компания начала массовый выпуск продукции на основе синтетических кварцевых кристаллов, в том же году она стала публичной.

Поиск данных по Вашему запросу:

Генератор пирса

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:

• Кварцевый генератор пирса (емкостная трехточка)
• На всех парусах
• Генератор, синхронизируемый резонатором
• Стабильный генератор прямоугольных импульсов
• Камертон для электроники: тактирующие компоненты производства NDK
• Генератор Пирса
• Кремниевый осциллятор заменяет тактовый генератор на кварцевом или керамическом резонаторе
• Схема пирса – Кварцевый генератор | Практическая электроника
• 5. 19. Генераторы с кварцевыми резонаторами
• Кварцевые генераторы на биполярных и полевых транзисторах, а также

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Кварцевый резонатор и его параметры

Кварцевый генератор пирса (емкостная трехточка)

Что такое генератор? Генератор — это по сути устройство, которое преобразует один вид энергии в другой. Кварцевый генератор представляет из себя генератор частоты и имеет в своем составе кварцевый резонатор.

Чаще всего в электронике используется прямоугольный сигнал. Для того, чтобы возбудить кварц на частоте резонанса, нам надо собрать схему. Самая простая схема для возбуждения кварца — это классический генератор Пирса , который состоит всего лишь из одного полевого транзистора и небольшой обвязки из четырех радиоэлементов:.

Пару слов о том как работает схема.

Но что такое положительная обратная связь? В школе всем вам ставили прививки на реакцию Манту, чтобы определить, если у вас тубик или нет. Через некоторое время приходили медсестры и линейкой замеряли вашу реакцию кожи на эту прививку. Когда ставили эту прививку, нельзя было чесать место укола. Но мне, тогда еще салаге, было по барабану. Оно и неудивительно ;-. Так что это я вам тут рассказываю хохмы из жизни? Дело в том, что эта чесотка прививки самая что ни на есть положительная обратная связь.

То есть пока я ее не трогал, чесать не хотелось. Но как только тихонько почесал, стало чесаться больше и я стал чесать больше, и чесаться стало еще больше и тд. Если бы на мою руку не было физический ограничений, то наверняка, место прививки уже бы стерлось до мяса. Но я мог махать рукой только с какой-то максимальной частотой. Так вот, такой же принцип и у кварцевого генератора ;-. Чуть подал импульс, и он начинает разгоняться и уже останавливается только на частоте параллельного резонанса ;-.

Первым делом нам надо подобрать катушку индуктивности. Я взял тороидальный сердечник и намотал из провода МГТФ несколько витков. Весь процесс контролировал с помощью LC-метра , добиваясь номинала, как на схеме — 2,5 мГн.

Если не доставало, прибавлял витки, если перебарщивал номинал, то убавлял. Транзистора у меня в загашнике не нашлось, и в местном радиомагазине его тоже не было.

Поэтому, пришлось заказывать на Али. Кому интересно, брал здесь. Его правильное название: транзистор полевой с каналом N типа. Распиновка слева-направо: Сток — Исток — Затвор. Ну а дальше дело за малым. Собираем схемку:. Небольшое лирическое отступление. Как вы видите, я пытался максимально сократить связи между радиоэлементами. Дело все в том, что все радиоэлементы имеют свои паразитные параметры.

Да и вообще, схемы с кварцевым резонатором на печатных платах трассируют не просто так от балды. Здесь есть свои тонкие нюансы. Мельчайшие паразитные параметры могут испоганить весь сигнал на выходе такого генератора.

Итак, кварцевый генератор мы собрали, напряжение подали, осталось только снять сигнал с выхода нашего самопального генератора. Не путайте его с часовым кварцем о нем пойдет речь ниже. Не, ну а что вы хотели? Хотели увидеть идеальную синусоиду? Не тут-то было. Сказались паразитные параметры плохо собранной схемы и монтажа.

Внизу в левом углу осциллограф нам показывает частоту:. Как вы видите 32,77 Мегагерц. Главное, что наш кварц живой и схемка работает! Давайте возьмем кварц с частотой 27 Мегагерц:. Показания у меня прыгали. Заскринил, что успел:. Частоту тоже более-менее показал верно. Ну и аналогично проверяем все остальные кварцы, которые у меня есть. Осциллограф показал частоту ровнехонько 16 Мегагерц. Здесь поставил кварц на 6 Мегагерц:.

Ровно 6 Мегагерц. На 4 Мегагерца:. Все ОК. Ну и возьмем еще советский на 1 Мегагерц. Вот так он выглядит:. Смотрим осциллограмму:. При большом желании можно даже замерять частоту китайским генератором-частотомером :. Но лучше, конечно, воспользоваться нормальным профессиональным частотомером ;-.

С часовым кварцем кварцевый генератор по схеме Пирса отказался работать. Часовой кварц — это кварц с частотой в 32 Герц. Почему на нем такая странная частота? Дело все в том, что 32 это и есть 2 Такой кварц работает в паре с разрядной микросхемой-счетчиком.

Это наша микросхема КИЕ5. Принцип работы этой микросхемы такой: п осле того, как она сосчитает 32 импульсов, на одной из ножек она выдает импульс. То есть на этой ножке импульс будет выдаваться с частотой в 1 Герц.

А раз это так, то почему бы не использовать это в часах? Отсюда и пошло название — часовой кварц. В настоящее время в наручных часах и других мобильных гаджетах этот счетчик и кварцевый резонатор встроены в одну микросхему и обеспечивают не только счет секунд, но и целый ряд других функций, типа будильника, календаря и тд.

Итак, вернемся к схеме Пирса. Предыдущая схема Пирса генерирует синусоидальный сигнал. Но также есть видоизмененная схема Пирса для прямоугольного сигнала.

А вот и она:. Номиналы некоторых радиоэлементов можно менять в достаточно широком диапазоне.

Например, конденсаторы С1 и С2 могут быть в диапазоне от 10 и до пФ. Тут правило такое: чем меньше частота кварца, тем меньше должна быть емкость конденсатора.

Для часовых кварцев конденсаторы можно поставить номиналом в пФ. Если кварц с частотой от 1 до 10 Мегагерц, то можно поставить пФ. Если не хотите заморачиваться, то просто поставьте конденсаторы емкостью в 22 пФ.

Точно не прогадаете. Также небольшая фишка на заметку: меняя значение конденсатора С1 можно настраивать частоту резонанса в очень тонких пределах. Тут тоже есть правило: чем меньше частота кварца, тем больше значение этих резисторов и наоборот.

Максимальная частота кварца, которую можно вставить в схему, зависит от быстродействия инвертора КМОП. Я взял микросхему 74HC Она не слишком быстродействующая. Вот ее распиновка:. Подключив к этой схеме часовой кварц, осциллограф выдал вот такую осциллограмму:.

Ну как всегда всю картинку испортили паразитные параметры монтажа. Но, обратите внимание на частоту. Осциллограф почти верно ее показал с небольшой погрешностью. Ну оно и понятно, так как главная функция осциллографа отображать сигнал, а не считать частоту. Кстати, вам эта часть схемы ничего не напоминает? Не эта ли часть схемы используется для тактирования микроконтроллеров AVR?

Она самая! Просто недостающие элементы схемы уже есть в самом МК ;-.

На всех парусах

Бруно Италия предложил использовать в схеме буферизированного генератора Пирса тестируемую катушку индуктивности вместо обычного кварцевого резонатора см. Онлайн журнал радиотехники, электротехники и схемотехники. Рассматриваются различные радиотехнические устройства, схемы радиоэлектроники, установка аудиосистем, измерительные приборы, а также электроизмерительные приборы, самодельная антенна, схема генератора, схема усилителя, ламповые предусилители, схемы usb устройств, основы схемотехники усилителей, трансформатор и генератор. Главная Ищем авторов Полезные ресурсы Размещение рекламы. Радиотехника и электроника Все о создании радиотехнических устройств и бытовой электронной аппаратуры, схемотехника. Иллюстрации и схемы. Новости и события электротехники и радиотехники.

Теперь рассмотрим генераторы, сконструированные автором на основе прототипа — генератора Пирса, который представляет собой генератор с.

Генератор, синхронизируемый резонатором

Параметр стабильности LC-генератора при условии качественного исполнения данного узла, наличия высокодобротных катушек и конденсаторов с подобранными ТКЕ может достигать достаточно высоких значений. Можно, конечно, попытаться залезть и повыше, но ненамного — начинают возникать нюансы. С одной стороны, чем дальше влез, тем больше интерес, с другой — становится всё труднее удержать частоту генератора в сфере своего влияния. И вот тут уже — жить без кварцевого резонатора становится сложновато. Причём окварцованный генератор может использоваться как готовый гетеродин на фиксированную частоту, так и в качестве опорника для цифрового синтезатора частоты. Кварцевый резонатор кварц — радиоэлемент, в котором явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы. Добротность кварцевых резонаторов во много раз превышает добротность резонаторов на LC-контурах и составляет 10 Долговременная относительная нестабильность частоты — не хуже чем 10 Динамическая индуктивность Lk , динамическая ёмкость Ck и динамическое сопротивление Rk определяются частотой механического резонанса кварцевой пластины и величиной потерь, имеющих место в резонаторе.

Стабильный генератор прямоугольных импульсов

Генератор Пирса — простейшая схема генератора для проверки кварцевых резонаторов. Схема Пирса — это, пожалуй, самая проста схема генератора с кварцевым резонатором. В этой схеме резонатор возбуждается на частоте параллельного резонанса. Схема содержит всего несколько деталей. Кроме кварцевого резонатора понадобиться один полевой транзистор с N- каналом, один резистор, один конденсатор и дроссель катушка индуктивности.

Помогите мне со схемой генератора импульсов на кварцевом резонаторе 18 МГц.

Камертон для электроники: тактирующие компоненты производства NDK

Среди радиолюбителей, занимающихся конструированием миниатюрных транзисторных радиопередатчиков и радиомикрофонов весьма популярны схемотехнические решения кварцевых ВЧ-генераторов с трехточечным включением резонансного контура. В таких генераторах, как и в трехточечных LC-генераторах, подключение резонансного контура к активному элементу осуществляется в трех точках. При этом, в зависимости от схемы включения по переменному току транзистора активного элемента кварцевого трехточечного генератора возможны три основных варианта включения как индуктивной, так и емкостной трехточек: по схеме с общей базой, по схеме с общим эмиттером и по схеме с общим коллектором. Кварцевый резонатор используется в трехточечных генераторах в качестве элемента с индуктивным характером реактивного сопротивления. Поэтому при выборе схемы генератора с емкостным делителем в цепи обратной связи емкостная трехточка можно добиться выполнения условий самовозбуждения без использования катушки индуктивности.

Генератор Пирса

На рис. Из каких операций состоит регулировка схем кварцевых генераторов. Ранее рассмотренные электрические эквивалентные схемы термосопротивлений будут в таких случаях полезны. Более высокую стабильность частоты можно получить в схемах кварцевых генераторов , где в качестве высокодобротного колебательного контура со стабильными параметрами используется пластина кварца, электрическими свойствами. Более высокую стабильность частоты можно получить в схемах кварцевых генераторов , где в качестве высокодобротного колебательного контура со стабильными параметрами используется пластина кварца, обладающая пьезоэлектрическими свойствами. Если к обкладкам кварцевой пластины приложить переменное электрическое поле напряжение , то в ней возникают механические колебания. Такое свойство пластины называется обратным пьезоэффектом.

Для тактирования микроконтроллеров чаще всего используется схема генератора Пирса, которая состоит из инвертора, кварцевого резонатора, двух.

Кремниевый осциллятор заменяет тактовый генератор на кварцевом или керамическом резонаторе

Генератор пирса

Александр Генис: Меньше ста дней осталось до открытия летней олимпиады. Пока Афины лихорадочно торопят стройку, Нью-Йорк, надеющийся в свою очередь заманить к себе олимпийцев, столкнулся с острой муниципальной проблемой. В городе разгорелся спор о том, следует ли сооружать новый стадион на острове Манхеттен?

Схема пирса – Кварцевый генератор | Практическая электроника

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Проверочный кварцевый генератор

Генератор Пирса назван в честь его изобретателя Джорджа Пирса — Генератор Пирса является производным от генератора Колпитца. В схеме используется минимум компонентов: один логический элемент НЕ , один резистор , два конденсатора и кварцевый резонатор , который действует как высокоизбирательный элемент фильтра. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

Это вполне удовлетворительно для многих применений, таких, например, как мультиплексный индикатор карманного калькулятора, где цифры многозначного числа подсвечиваются одна за другой с быстрым чередованием обычная часто — 1кГц. В каждый момент времени горит только одна цифра, но глаз видит все число.

5.19. Генераторы с кварцевыми резонаторами

Резисторы — приборы с постоянным сопротивлением, которые применяются для создания режима полупроводниковых элементов. Требования к этим элементам определяются назначением цепи и степенью влияния на основные выходные характеристики кварцевого генератора. Резисторы, к тому же, наряду с высокой стабильностью сопротивления, должны обладать и небольшим температурным коэффициентом. Резисторы с переменным сопротивлением используются в цепях коррекции изменения частоты кварцевого генератора. Позисторы — приборы, у которых сопротивление увеличивается с повышением температуры.

Кварцевые генераторы на биполярных и полевых транзисторах, а также

В Северный Ледовитый океан яхта «Сибирь» выходила семь раз, и вновь отправляется в экспедицию — теперь в кругосветную. Это уже второй наш подобный опыт, правда, в южных широтах мы не были ни разу. Международный проект приурочен к летию открытия Антарктиды и состоится благодаря президентскому гранту. Цель похода — в точности повторить путь отважных русских мореплавателей Фаддея Беллинсгаузена и Михаила Лазарева.

Знаете ли Вы как устроено сердце вычислительной системы: рассказ об устройстве и принципе работы кварцевого генератора

Кварцевый генератор – важный электронный компонент, обеспечивающий очень точную генерацию тактовой частоты за небольшие деньги. Из-за пьезоэлектрического эффекта его электрические свойства меняются в процессе вибрации. Поскольку можно сделать кристалл, который будет вибрировать с определённой частотой, кварцевые генераторы очень полезны для множества применений. Появились они в 1920-х, и сначала обеспечивали точную генерацию волн для радиостанций. В 1970-м году произошла революция наручных часов, когда в них стали использовать кварцевые генераторы высокой точности. Компьютеры, от ENIAC 1940-х годов и до сей поры используют кварцевые генераторы для генерации тактовой частоты. В современных ПК всё ещё используются кварцевые генераторы, но для получения многогигагерцовых тактовых частот применяются более сложные технологии. ПК использует кристалл с частотой гораздо меньшей, чем рабочая, и умножает её при помощи фазовой автоподстройки частоты. Компьютеры часто используют кристалл на 14 318, поскольку эту частоту использовали в старых телевизорах, и такие кристаллы были недорогими и широко распространёнными.

Модуль кварцевого генератора находится справа внизу. Надпись на корпусе: Rasco Plus. 4.7174 MHZ, Motorola 1987. Квадратный модуль слева – это ИС от IBM.

Воспользуйтесь нашими услугами

Для того, чтобы кристалл вибрировал, его схеме требуются дополнительные компоненты. В 1970-х набрали популярность модульные кварцевые генераторы – в этих компактных и лёгких в использовании микросборках комбинировались сам кристалл, ИС и дискретные компоненты. Мне стало интересно, как работает один из таких модулей, поэтому я вскрыл один из них и провёл реверс-инжиниринг его чипа. В данном посте я расскажу, как он работает, и опишу крохотную КМОП-схему, им управляющую. Оказалось, что внутри модуля происходит больше интересного, чем можно было ожидать.

Модуль генератора

Я изучал модуль от карточки для IBM PC. Модуль находится в прямоугольном металлическом корпусе с 4-мя контактами, защищающем электронику от электрического шума (это Rasco Plus в прямоугольном корпусе справа на фото, а не квадратная ИС от IBM). Модуль генерирует сигнал в 4,7174 МГц, что следует из надписи на его корпусе.

Почему же карточка использует кристалл с такой необычной частотой — 4,7174 МГц? В 1970-х IBM 3270 был очень популярным терминалом с ЭЛТ. Терминалы соединялись коаксиальным кабелем и использовали протокол Interface Display System Standard, работавший с тактовой частотой в 2,3587 МГц. В конце 1980-х IBM производила интерфейсные карточки для подсоединения IBM PC к сети 3270. Мой кристалл как раз с одной из таких карточек (тип 56X4927), и частота кристалла равняется 4,7174 МГц – ровно в два раза больше, чем 2,3587 МГц.

Я вскрыл корпус модуля, чтобы посмотреть на его гибридную схему. Я ожидал увидеть там кварцевый кристалл, напоминающий драгоценный камень в шкатулке, однако обнаружил, что кварцевые генераторы используют очень тонкий кварцевый диск. Я повредил его при вскрытии, поэтому у него не хватает кусочка справа вверху. Он виден в левой части фото – с двух сторон к нему подходят металлические электроды. Те, в свою очередь, соединяются с небольшими штырьками, на которых кристалл поднят над поверхностью корпуса, чтобы он мог свободно вибрировать.

Внутри корпуса кварцевого генератора – компоненты, закреплённые на керамической подложке. Они подсоединяются к схеме крохотной золотой проволочной разваркой. Конденсатор на 3 нФ и плёночный резистор на 10 Ом, расположенные на подложке методом поверхностного монтажа, отфильтровывают шум, поступающий от контакта питания.

Схема работы ИС

На фото ниже показан крохотный кристалл ИС под микроскопом. Размечены контактные площадки и основные функциональные блоки. Зелёно-коричневые участки – это кремний, формирующий ИС. Жёлтоватый металлический слой соединяет компоненты с ИС. Под металлом находится красноватый слой поликремния, где формируются транзисторы – но он практически полностью закрыт металлическим слоем. По краям чипа расположена проволочная разварка, подсоединённая к контактным площадкам, соединяющим чип с остальными частями модуля. Две площадки (select и disable) не подсоединены. Чип произведён компанией Motorola в 1986. По артикулу SC380003 информации я не нашёл.

Кристалл ИС с разметкой основных блоков. «FF» обозначает триггеры. «sel» – контактные площадки [select pads]. «cap» – площадки, подсоединённые к внутренним конденсаторам.

У ИС есть две задачи. Во-первых, её аналоговые компоненты заставляют кристалл колебаться. Во-вторых, её цифровые компоненты делят частоту на 1, 2, 4 или 8, и выдают сигнал тактовой частоты с большим током (делитель задаётся двумя контактами выбора на ИС).

Кварцевый генератор реализован по приведённой ниже схеме, которая называется “генератор Колпитца“. Она сложнее обычной схемы кварцевого генератора. Суть в том, что кристалл и два конденсатора колеблются с заданной частотой. Однако колебания быстро затухли бы, если бы не поддерживающая обратная связь с поддерживающего транзистора.

Типичный кварцевый генератор строится по простой схеме под названием «генератор Пирса», в которой из кристалла и инвертера формируется цепь обратной связи. Два заземлённых конденсатора в середине делают её очень похожей на классический генератор Колпитца.

Не уверен, по какой причине разобранный мною кварцевый генератор использует более сложную схему, которая требует хитрого смещения напряжения.

В 1918 году Эдвин Колпитц, главный исследователь в компании Western Electric, изобрёл кварцевый генератор на катушке индуктивности и конденсаторе. Сегодня эта схема известна, как генератор Колпитца. Идея в том, что катушка индуктивности с конденсатором формируют «резонансный резервуар», колеблющийся с частотой, зависящей от характеристик компонентов. Можно представлять, что электричество в этом резервуаре как бы плещется туда и сюда между катушкой индуктивности и конденсаторами. Сами по себе колебания быстро затухли бы, поэтому для их подпитки используется усилитель. В оригинальном генераторе Колпитца усилителем была электронная лампа. Позднее схемы перешли на транзисторы, но этот усилитель может быть операционным или другого типа. В других схемах конец заземляется, чтобы в середине шла обратная связь. Тогда конденсаторы ничего не инвертируют, поэтому используется не инвертирующий усилитель.

Упрощённая схема генератора Колпитца с базовыми компонентами.

Ключевая особенность генератора Колпитца заключается в двух конденсаторах, формирующих делитель напряжения. Поскольку они в середине заземлены, на двух концах у них будет напряжение противоположных значений: когда одно повышается, второе понижается. Усилитель берёт сигнал с одного конца, усиливает его, и подаёт на другой. Усилитель инвертирует сигнал, а конденсаторы дают второе инвертирование, так, что обратная связь усиливает оригинальный сигнал (обеспечивая фазовый сдвиг на 360°).

В 1923 году Джордж Вашингтон Пирс, профессор физики в Гарварде, заменил катушку индуктивности в генераторе Колпитца на кристалл. Благодаря этому генератор стал более точным, и его стали широко использовать в радиопередатчиках и других устройствах. Пирс запатентовал своё изобретение и заработал приличные деньги на таких компаниях, как RCA и AT&T. Наличие патентов привело к многолетним судебным тяжбам, дошедшим в итоге до Верховного суда.

Несколько десятилетий генератор Пирса было принято называть генератором Колпитца с кристаллом. В генераторе Пирса часто отсутствовали характерные конденсаторы, вместо которых использовалось паразитная ёмкость электронной лампы. Терминология постепенно менялась, и два разных типа кварцевых генератора начали называть генератором Колпитца (с конденсаторами) и генератором Пирса (без них).

Ещё одно изменение терминологии произошло в связи с тем, что генератор Колпитца, генератор Пирса и генератор Клаппа были топологически идентичными кварцевыми генераторами, отличавшимися только в том, какая часть схемы считалась землёй (коллектор, эмиттер или база соответственно). Все эти генераторы можно называть генераторами Колпитца, только с общим коллектором, общим эмиттером или общей базой.

Этот экскурс в историю я сделал с тем, чтобы показать, что в различных источниках эти генераторы называют по-разному, генераторами Колпитца или Пирса, причём противоречивым образом. Тот генератор, что изучал я, можно назвать генератором Колпитца с общим стоком (по аналогии с общим коллектором). Также его можно назвать генератором Колпитца на основании расположения заземления. Но исторически его можно назвать генератором Пирса, поскольку он использует кристалл. Также он называется кварцевым генератором с одним контактом, поскольку только один контакт кристалла подсоединён к внешней схеме (другой заземлён).

Упрощённая схема генератора

Увеличение напряжения на кристалле включает транзистор, ток идёт в конденсаторы, увеличивая напряжение на них (и на кристалле). Уменьшение напряжения на кристалле выключает транзистор, сток тока (кружок со стрелкой) вытягивает ток из конденсаторов, уменьшая напряжение на кристалле. Таким образом, обратная связь с транзистора усиливает колебания кристалла, поддерживая их.

Цепи напряжения смещения и тока являются важной частью этой схемы. Напряжение смещения устанавливает вентиль транзистора где-то посередине между включённым и выключенным состоянием, поэтому колебания напряжения на кристалле включают его и выключают. Ток смещения находится посередине между значениями токов включённого и выключенного транзистора, поэтому ток, приходящий и уходящий из конденсаторов, сбалансирован (я упрощаю, говоря о включённых и выключенных состояниях – в реальности сигнал будет иметь синусоидальную форму).

Цепи напряжения смещения и тока – это умеренно сложные аналоговые схемы, состоящие из кучки транзисторов и нескольких резисторов. Подробно описывать их не буду, скажу лишь, что они используют цепи обратной связи для генерации нужных фиксированных значений напряжения и тока.

Значительную часть ИС занимают пять конденсаторов. На схеме один расположен сверху, три идут параллельно, формируя нижний конденсатор на схеме, а один стабилизирует цепь напряжения смещения. На фото кристалла ниже показан один из конденсаторов после растворения верхнего металлического слоя. Красные и зелёные участки – это поликремний, формирующий верхнюю пластину конденсатора вместе с металлическим слоем. Расположенный под поликремнием розоватый участок – вероятно, нитрид кремния, формирующий диэлектрический слой. Кремний с добавками, которого на фото не видно, формирует нижнюю пластину конденсатора.

Конденсатор на кристалле. Большой бледный квадрат слева – площадка для подсоединения проволочной разварки к ИС. Сложные структуры слева – фиксирующие диоды контактов. Похожие на клевер структуры справа – это транзисторы.

Интересно, что конденсаторы на чипе не соединяются вместе. Они подсоединены к трём площадкам, связанным между собой проволочной разваркой. Возможно, это придаёт схеме гибкость – ёмкость цепи можно изменить, удалив проводник, ведущий к конденсатору.

Цифровая схема

С правой части чипа находится цифровая схема делителя выходной частоты кристалла на 1, 2, 4 или 8. Благодаря ей один и тот же кристалл может выдавать четыре частоты. Делитель составлен из трёх триггеров, подключённых последовательно. Каждый делит входящий импульс пополам. Мультиплексор 4 к 1 выбирает между оригинальной частотой импульсов или выходом с одного из триггеров. Выбор осуществляется при помощи проводников, подходящих к двум площадкам для выбора с правой части кристалла. Итоговая частота фиксируется на этапе производства. Для декодирования контактов и генерации четырёх управляющих сигналов мультиплексору и триггерам используются четыре вентиля NAND вместе с инверторами.

Реализация логики КМОП

Кип построен на логике КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводник). Она использует совместно работающие транзисторы двух типов, N-МОП и P-МОП. На диаграмме ниже показано устройство N-МОП транзистора. Транзистор можно считать переключателем между истоком и стоком, который контролирует вентиль. Исток и сток (зелёные) состоят из участков кремния с добавками, меняющими его полупроводниковые свойства – из N+ кремния. Вентиль сделан из особого кремния, поликремния, отделённого от кремниевой подложки очень тонким изолирующим слоем оксидным слоем. N-МОП транзистор включается, когда вентиль подтягивается вверх.

Структура N-МОП транзистора. Структура P-МОП транзистора похожа, однако участки кремния N- и P-типа меняются местами.

Строение P-МОП транзистора противоположно N-МОП: исток и сток состоят из P+ кремния, включённого в N кремний. Работает он тоже противоположно N-МОП транзистору: включается, когда вентиль подтягивается вниз. Обычно P-МОП транзисторы подтягивают сток вверх, а N-МОП – вниз. В КМОП транзисторы работают, дополняя друг друга, подтягивая выходной сигнал вверх или вниз по необходимости.

На диаграмме ниже показано, как в КМОП реализован вентиль NAND. Если на вход подать 0, соответствующий P-МОП транзистор (вверху) включится и притянет выход вверх. Если на оба входа подать 1, N-МОП транзистор (внизу) включится и подтянет выход вниз. Таким образом схема реализует функцию NAND.

На диаграмме ниже показано, как NAND-вентиль выглядит на кристалле. В отличие от изображений в учебниках, у реальных транзисторов бывает сложная, извилистая форма. С левой стороны находятся P-МОП транзистор, а с правой – N-МОП. Красноватые дорожки над кремнием – это поликремний, формирующий вентили. Большая часть кремния в подложке благодаря добавкам проводит ток, и выглядит чуть темнее непроводящего кремния без добавок с левого и правого краёв, а также в центре. Для изготовления этого фото металлический слой был вытравлен. Жёлтые линии обозначают места, где раньше были металлические проводники. Кружочки — это связи металлического слоя с нижними слоями, кремния или поликремния.

Как NAND-вентиль выглядит на кристалле

Транзистор на фото можно сопоставить со схемой NAND-вентиля. Посмотрите на сформированные поликремнием вентили транзистора, и на то, что они разделяют. От участка +5 есть дорожка к выходу через длинный P-МОП транзистор слева. Второй путь идёт через небольшой P-МОП транзистор в центре – это показывает, что транзисторы подключены параллельно. Каждый вентиль контролирует один из входов. Слева дорожка от земли к выходу должна пойти через оба концентрических N-МОП транзистора – они подключены последовательно.

В этой ИС также используется много транзисторов с кольцевыми вентилями. Эта необычная техника расположения элементов позволяет с большой плотностью разместить множество параллельных транзисторов. На фото ниже показано 16 транзисторов с кольцевыми вентилями. Похожие на клевер узоры медного цвета – это сток транзисторов, а снаружи находится исток. Металлический слой (тут он удалён) объединяет соответственно все истоки, вентили и стоки. Параллельные транзисторы работают как один большой. Параллельные транзисторы используются для подачи больших токов на выход. В схеме смещения вместе соединяются различное количество транзисторов (6, 16 или 40), чтобы получать нужное соотношение токов.

Передаточный вентиль

Ещё одна ключевая схема чипа – это передаточный вентиль. Он работает как переключатель, через который сигнал либо проходит, либо нет. На схеме ниже показано, как передаточный вентиль делается из двух транзисторов, N-МОП транзистора и P-МОП транзистора. Если по линии enable подаётся большое напряжение, включаются оба транзистора, и входной сигнал проходит на выход. Если напряжение низкое, они выключаются, блокируя сигнал. Справа показано условное обозначение передаточного вентиля на схемах.

Мультиплексор

Мультиплексор используется для выбора одного из четырёх тактовых сигналов. На диаграмме ниже показано, как мультиплексор реализован на основе передаточных вентилей. Мультиплексор принимает на вход четыре сигнала: A, B, C и D. Один из входов выбирается через активацию соответствующей линии выбора и её дополнения. Этот вход связывается через передаточный вентиль с выходом, а другие входы блокируются. Хотя мультиплексор можно построить и на стандартных логических вентилях, его реализация на передаточных вентилях получается эффективнее.

Мультиплексор 4 к 1 на основе передаточных вентилей

На схеме ниже показаны транзисторы, из которых состоит мультиплексор. Ко входам B и С подключено по паре транзисторов. Думаю, это сделано потому, что у пары транзисторов сопротивление получается половинным. Поскольку входы В и С предназначены для высокочастотных сигналов, пара транзистора позволяет уменьшить задержки и искажения.

На фото ниже показано, как мультиплексор реализован на кристалле физически. Лучше всего видно поликремниевые вентили. Металлический слой удалён. Металлические проводники шли вертикально, соединяя соответствующие сегменты транзисторов. Истоки и стоки соседних транзисторов объединены в единые участки, расположенные между вентилями. В верхнем прямоугольнике находятся N-МОП транзисторы, а в нижнем – P-МОП. Поскольку P-МОП транзисторы менее эффективны, нижний прямоугольник должен быть больше.

Триггер

На чипе есть три триггера, делящие тактовую частоту. Кварцевый генератор использует переключаемые триггеры, которые переключаются между 0 и 1 каждый раз, когда получают входящий импульс. Поскольку два входящих импульса дают один исходящий (0→1→0), триггер делит частоту пополам.

Триггер состоит из передаточных вентилей, инверторов и NAND-вентиля – см. схему ниже. Когда входящий тактовый сигнал равен 1, выход проходит через инвертор и первый передаточный вентиль в точку А. Когда входящий сигнал переключается на 0, открывается первый передаточный вентиль, и в точке А остаётся предыдущее значение. Тем временем закрывается второй передаточный вентиль, поэтому сигнал проходит через второй инвертор и передаточный вентиль в точку В. NAND-вентиль снова его инвертирует, в результате чего значение выхода меняется на противоположное. Второй цикл входящего сигнала тактовой частоты повторяет этот процесс, благодаря чему выход возвращается к изначальному значению. В итоге два цикла входящих сигналов дают один цикл выходящего сигнала, так что триггер делит частоту на 2.

У каждого триггера есть разрешающий вход. Если триггер для выбранного выхода не нужен, он отключается. К примеру, если выбирается режим деления на 2, используется только первый триггер, а два другие отключаются. Полагаю, это делается для уменьшения энергопотребления. Это не зависит от контакта отключения на модуле, который полностью блокирует выходящий сигнал. Это отключаемое свойство опционально; в данном модуле такой функции нет, а контакт отключения не подключен к ИС.

На схеме выше инвертеры и передаточные вентили показаны в виде отдельных структур. Однако в триггере используется интересная структура вентилей, комбинирующая инвертер и передаточный вентиль (слева) в единый вентиль (справа). Пара транзисторов, подключенных к data in, работают как инвертер. Однако если сигнал тактовой частоты нулевой, питание и земля блокируются, и вентиль не влияет на выход, сохраняя предыдущее напряжение. Так работает передаточный вентиль.

Комбинированные инвертер и передаточный вентиль

На фото ниже показано, как один из таких вентилей выполнен на кристалле. На фото видно металлический слой сверху. Под ним видно красноватые вентили из поликремния. Слева расположены два P-МОП транзистора в виде концентрических кругов. Справа находятся N-МОП транзисторы.

Заключение

Хотя модуль кварцевого генератора снаружи кажется простым, внутри него больше компонентов, чем можно было бы ожидать. Там находится не только кристалл кварца, но и дискретные компоненты, и крохотная ИС. В ИС скомбинированы конденсаторы, аналоговые цепи, обеспечивающие колебания, и цифровые цепи для выбора частоты. Можно выбрать одну из четырёх частот, изменяя проводку ИС на этапе производства.

Больше информации по кварцевым генераторам можно найти на сайтах EEVblog, electronupdate и WizardTim. Про генератор Колпитца можно посмотреть на Hackaday.

Закончу фотографией чипа после удаления слоёв металла и оксида, чтобы было видно кремний и поликремний. Больше всего выделяются крупные розоватые конденсаторы, однако можно рассмотреть и транзисторы.

Автор: Вячеслав Голованов
Источник: https://habr.com/

Воспользуйтесь нашими услугами

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Essential & Smart Резервный генератор Аксессуары для резервного питания

Опубликовано 24 апреля 2020 г.

от Хелен Андерсон

Теперь больше, чем когда-либо прежде, домовладельцы зависят от надежности резервного питания и душевного спокойствия, которое приходит с инвестициями в систему резервного генератора. Слишком часто мы видим, как аксессуары для генераторов игнорируются или считаются ненужными. Эксперты Midwest Electric & Generator хотели бы обсудить, что необходимо и что разумно иметь.

Бетонные подушки генератора

Здесь мы не воссоздаем колесо! Изменение температуры и климата влияет на почву, на которой мы живем. Мороз и песчаная почва вокруг районов городов-побратимов, Рочестера, Дулута и Фарго также могут вызвать сдвиг земли. Бетонные подушки, такие как подушки, на которых, вероятно, стоит ваш кондиционер, являются идеальным решением. Бетонные подушки генератора предварительно сформированы и усилены, чтобы точно соответствовать размеру бытового генератора с воздушным охлаждением. Создание приятного бордюра с законченным видом. Бетонные опоры генератора также обеспечивают прочную основу для генератора, что помогает предотвратить ненужные вибрации и поддерживать уровень внутренней механики. Приобретите бетонную подушку для генератора GENPAD в качестве аксессуара или включите ее в установку генератора. Специалисты по установке Midwest могут разместить вашу бетонную площадку в наилучшем месте и закрепить генератор болтами.

Система опор генератора

В зависимости от вашего ландшафта бетонной подушки может быть недостаточно. В таких ситуациях Midwest Electric & Generator использует систему опор генератора, которая может изменить высоту, необходимую для вашего генератора. Генератор не может стоять на крутых склонах, больших камнях в ландшафте или на резко неровной поверхности, что делает системы опор генератора прекрасным решением. Системы опор генератора также защищают от затопления. Многие домовладельцы, обеспокоенные низкими высотами, поднимают генераторную установку, чтобы избежать потенциального повреждения водой. Midwest Electric & Generator может предложить систему сопряжения генератора, подходящую для вашего резервного генератора.

Модернизированный топливный регулятор

Бытовые резервные генераторы работают на природном газе или пропане, что делает топливные регуляторы очень важным аспектом для обеспечения правильного давления для питания устройства. По этой причине Midwest Electric & Generator устанавливает только лучшие топливные регуляторы, доступные на рынке. Разработан, чтобы избежать засорения мусором, насекомыми и быть устойчивым во всех климатических условиях. Не экономьте на топливном регуляторе, ваш генератор будет вам благодарен!

Батарея генератора

Аккумулятор является обязательным аксессуаром, так как он запускает резервный генератор для запуска двигателя. Без батареи генератора домовладельцу в конечном итоге нужно было бы быть дома, чтобы включить отдачу, чтобы запустить устройство. Это противоречило бы цели и надежности системы автоматического резервного генератора! Ваш генератор, приобретенный у Midwest Electric & Generator, будет включать предустановленную пусковую батарею премиум-класса.

Комплект для холодной погоды

Масло и аккумулятор внутри генератора сослужат вам хорошую службу, пока он не замерзнет! Защита от отрицательных температур требуется в штатах Миннесота, Северная Дакота и Висконсин. Midwest Electric & Generator предварительно установит комплект для холодной погоды на ваш генератор точно так же, как и батарею генератора. Комплект для холодной погоды состоит из обертки аккумулятора, масляного обогревателя и термостата. Комплект для холодной погоды, предоставленный Midwest Electric & Generator, профессионально подключен к плате управления генератора. Если аккумулятор генератора и генераторное масло не замерзнут до консистенции шлама.

Контроль генератора

Уникальный для Midwest Electric & Generator, ваш резервный генератор получает дополнительную защиту в виде возможностей мониторинга от наших сертифицированных технических специалистов, прошедших обучение на заводе. Домовладельцы получают обновления, статуи и напоминания о техническом обслуживании в режиме реального времени прямо на смартфон, планшет или компьютер. Компания Midwest почти всегда первая узнает, нуждался ли генератор в каком-либо обслуживании! Midwest Electric & Generator может удаленно запускать и останавливать ваше устройство, а также сбрасывать код ошибки, избегая потенциального вызова службы поддержки.

Мониторинг генератора использует систему удаленного мониторинга, подключенную к вашему генератору. Мониторинг можно подключить через WiFi или в местах, где интернет недоступен, можно использовать сотовую связь. Сотовый мониторинг Midwest Electric и Generator называется Fleet Tracker и является опцией для каждой системы резервного генератора.

Интеллектуальные модули управления

Если вы хотите получить максимальную мощность за свои деньги, интеллектуальные модули управления — идеальный аксессуар для генератора. Модули умного управления подключаются к отдельным электрическим цепям в вашем доме, и каждому присваивается уровень приоритета. Уровень приоритета соответствует важности нагрузки при отключении электроэнергии, а модули управляют тем, что включается или выключается в зависимости от того, с чем может справиться генератор. Например, предположим, что вы подключаете модуль к цепи, управляющей вашим холодильником, и назначаете ему приоритет один. Умные модули будут работать, чтобы убедиться, что холодильник всегда включен, даже если это означает отключение питания для предметов с более низким приоритетом, таких как ваш тостер. Управляя питанием, модули потенциально позволяют вам сэкономить деньги, купив генератор меньшего размера, чем вам может понадобиться в противном случае.

Удлинители Wi-Fi

Расширьте возможности подключения Wi-Fi к генератору с помощью удлинителя Wi-Fi. Midwest Electric and Generator использует удлинители премиум-класса для дальней связи. Если по-прежнему нет надежного соединения Wi-Fi с использованием повторителя, потребуется сотовый монитор.

Монитор энергии Generac PWRview

После установки в электрический щит датчик PWRview начинает измерять, как дом использует и производит электроэнергию. Затем программное обеспечение вычисляет эту информацию и отправляет ее в веб-приложение или приложение для смартфона. Домовладельцы получают потребление в режиме реального времени, показания счетчиков в реальном времени и мониторинг энергии без необходимости регистрировать пользователя клиента или учетную запись Wi-Fi. PWRview является ценным дополнением к любой бытовой генераторной системе.

Аксессуары для вашего генератора

Аксессуары для резервного генератора

могут обеспечить дополнительную защиту ваших инвестиций и повысить эффективность использования вашего продукта. Если у вас есть какие-либо вопросы о том, какие аксессуары для генераторов могут быть вам полезны, обратитесь к экспертам Midwest Electric & Generator. Наша команда рада предоставить вам бесплатную виртуальную оценку! ЗАБРОНИРОВАТЬ ЗДЕСЬ

Города-побратимы   612-284-1550

Нортленд 218-264-4310

www.MidwestGenerators.com

 

 

 

 

 

 

См. наши обновления COVID-19 ЗДЕСЬ

Как использовать генератор XML для PIER? : Metro Partners

Собираетесь ли вы использовать вариант полуавтоматической загрузки для ввода основных данных через генератор XML ?

Существуют отдельные файлы XLS для W детенышей рыбы, аквакультуры, мяса и Ф&В.

Важно использовать разные конвертеры XML, если у вас разные типы продуктов (например, аквакультура и Wild Wish), чтобы обеспечить полную прослеживаемость.

1. Вы можете изменить язык файла, нажав кнопку Language B .

2 . Вам нужно будет ввести свою информацию* в зависимости от типа вашего продукта.

Wild Fish	Aquaculture	Slaughtering	Harvesting
Processing date GTIN Lot Number Input attributes: Конец периода вылова Код состояния хранения: Ранее замороженный или нет Порт разгрузки** Метод вылова Район вылова и подрайон ID судна Название судна	Дата обработки; GTIN; ЛОТ; Дата отлова; Срок годности до; Storage State Code: Previously frozen or not Attributes specifying the origin: Country of origin Number of Farms Farm GLN	Slaughtering date Slaughter GLN  GTIN LOT- номер Атрибуты, указанные в материалах: Страна рождения Идентификатор фермы тип Ферма Адрес фермы Дата разреза Страна происхождения Код сорта Код размера Global Gap Number Тип анализа Дата сбора урожая Ферма GLN/GGN

*  подробное объяснение каждого атрибута вы можете найти в приложении

** выберите порт из списка http://www.