Как проверить кварцевый резонатор: Как проверить кварцевый резонатор. » Хабстаб

Как проверить кварцевый резонатор. » Хабстаб

Воспользуйтесь строкой поиска,
чтобы найти нужный материал

Сразу хотелось бы сказать, что проверить кварцевый резонатор с помощью мультиметра не получится. Для проверки кварцевого резонатора с помощью осциллографа необходимо подключить щуп к одному из выводов кварца, а земляной крокодил к другому, но такой способ не всегда даёт положительный результат, далее описано почему.
Одна из основных причин выхода из строя кварцевого резонатора — банальное падение, поэтому если перестал работать пульт от телевизора, брелок от сигнализации автомобиля, то первым делом необходимо его проверить. Проверить генерацию на плате не всегда получается потому, что щуп осциллографа имеет некоторую ёмкость, которая обычно составляет около 100pF, то есть, подключая щуп осциллографа, мы подключаем конденсатор номиналом 100pF. Так как номиналы ёмкостей в схемах кварцевых генераторов составляют десятки и сотни пикофарад, реже нанофарады, то подключение такой ёмкости вносит значительную ошибку в расчётные параметры схемы и соответственно может привести к срыву генерации.

Ёмкость щупа можно уменьшить до 20pF, если установить делитель на 10, но и это не всегда помогает.

Исходя из выше написанного можно сделать вывод, что для проверки кварцевого резонатора нужна схема, при подключении к которой щупа осциллографа не будет срываться генерация, то есть схема должна не чувствовать ёмкость щупа. Выбор пал на генератор Клаппа на транзисторах, а для того чтобы не срывалась генерация к выходу подключён эмиттерный повторитель.

Сначала схема была собрана на макетке, но запустить на ней кварцевый резонатор резонансная частота которого выше 8МHz, не удалось, оно и понятно, на макетке сильно много паразитных элементов, которые начинают проявляться с повышением частоты, также при увеличении частоты надо стараться делать соединения между элементами схемы как можно короче. Поэтому было решено собрать схему на фольгированном стеклотекстолите.

Если поставить плату на просвет видно, что с помощью сверла получаются аккуратненькие пятачки, если сверлить шуруповёртом, то почти аккуратненькие). По сути это тот же монтаж на пятачках, только пятачки не наклеиваются, а сверлятся.

Фотографию сверла можно увидеть ниже.

Теперь давайте перейдём непосредственно к проверке кварцев. Сначала возьмём кварц на 4.194304MHz.

Кварц на 8MHz.

Кварц на 14.31818MHz.

Кварц на 32MHz.

Хотелось бы несколько слов сказать про гармоники, Гармоники — колебания на частоте кратной основной, если основная частота кварцевого резонатора 8MHz, то гармониками в этом случае называют колебания на частотах: 24MHz – 3-я гармоника, 40MHz – 5-я гармоника и так далее. У кого-то мог возникнуть вопрос, почему в примере только нечётные гармоники, потому что

кварц на чётных гармониках работать не может!!!

Кварцевого резонатора на частоту выше 32MHz у меня не нашлось, но даже этот результат можно считать отличным.
Очевидно, что для начинающего радиолюбителя предпочтителен способ без использования дорогостоящего осциллографа, поэтому ниже изображена схема для проверки кварца с помощью светодиода. Максимальная частота кварца, который удалось проверить с помощью этой схемы составляет 14MHz, следующий номинал который у меня был это 32MHz, но с ним генератор уже не запустился, но от 14MHz до 32MHz большой промежуток, скорее всего до 20MHz будет работать.

Пожалуй, это всё, что хотелось рассказать про проверку кварцевых резонаторов. Сверло можно купить тут.

Источник: hubstub.ru

Статья

Как проверить кварцевый резонатор мультиметром

Ширина модального окна задана в процентах, в зависимости от ширины родительского контейнера, в данном примере это фон затемнения. Предусмотрена возможность использования встроенных миниатюр, разположенных слева или справа, в отдельном div-контейнере с выделенным классом. Простейшая анимация появления с помощью изменения свойсва прозрачности opacity от 0 к 1. Кварцевый резонатор включается между базой транзистора и общим минусом. Конденсатор С1 служит для защиты от случая при коротком замыкании в неисправном кварцевом резонаторе. Вообще, этот конденсатор здесь есть для того, чтобы данный пробник можно было использовать не только для проверки кварцев, но и для предварительной настройки LC -контуров.

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:

• Как проверить кварц на работоспособность, простая схема
• Не заводится кварцевый резонатор 455 кГц
• Как проверить кварцевый резонатор.
• Проверка кварцевых резонаторов
• Кварцевый резонатор
• 052-Как запустить неработающий часовой кварц (32768 Гц).
• Как проверить кварцевый резонатор.
• Как проверить кварцевый резонатор?
• Please turn JavaScript on and reload the page.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Прибор для проверки кварцев 1 гц до 50МГц KIT

Как проверить кварц на работоспособность, простая схема

By RabinoVich , January 27, in Начинающим. Имеется ИБП, не запускается, ни на какие сигналы не реагирует. В инете нашел информацию, что чаще всего в этом виноват керамический кварц, установленный на плате. Кварц вижу, но не знаю как проверить, жив он или нет. Есть мультиметр MAS и желание докопаться до истины. Гуглом находил только схемы сборки специальных тестеров, которые определяют частоту, но мне этого не надо.

Есть какой-нибудь способ проверки кварца? Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Конденсаторы Panasonic. Часть 4. Полимеры — номенклатура. Главной конструктивной особенностью таких конденсаторов является полимерный материал, используемый в качестве проводящего слоя.

Полимер обеспечивает конденсаторам высокую электрическую проводимость и пониженное эквивалентное сопротивление ESR. Номинальная емкость и ESR отличается в данном случае высокой стабильностью во всем рабочем диапазоне температур. А повышенная емкость при низком ESR идеальна для решения задач шумоподавления и ограничения токовых паразитных импульсов в широком частотном диапазоне.

Читать статью. Для более стабильного возбуждения, С2 можно поставить побольше в два-десять раз Собрал вот этот.

Дёшево, быстро и, главное, работоспособно. Проверяет на ура, а если подсоединить частотомер к базе транзистора – то определяет частоту кварца.

STM32G0 – средства противодействия угрозам безопасности. Результатом выполнения требований безопасности всегда является усложнение разрабатываемой системы. Особенно чувствительными эти расходы стали теперь, в процессе массового внедрения IoT. Обладая мощным набором инструментов информационной безопасности, микроконтроллеры STM32G0 производства STMicroelectronics, объединив в себе невысокую цену, энергоэффективность и расширенный арсенал встроенных аппаратных инструментов, способны обеспечить полную безопасность разрабатываемого устройства.

Не каждый частотомер можно подключать к базе, большая входная ёмкость некоторых частотомеров может сорвать генерацию. Лучше дополнить генератор эмиттерным повторителем и с него снимать сигнал для частотомера или осциллографа До 48 слоев. Быстрое прототипирование плат. Монтаж плат под ключ. Применительно к этой схеме. Только вместо измерительной головки и конденсатора надо устаровить обычный резистор и с него снимать сигнал Я проверяю кварцы подставляя испытуемый экземпляр в спаянный на коленке генератор по схеме емкостной трехточки, и ищу несущую на частоте кварца.

А мы что обсуждаем А у Вас прибор с индикацией на светодиодах. Ну поставьте вместо него индикаторную головку Borodach Собирал этот прибор в году! Только вместо головки 50 мкА использовал мкА. Запустился с первого раза, без наладки! Остался доволен! Простейшие пробники кварцев.

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account. Note: Your post will require moderator approval before it will be visible. Restore formatting. Only 75 emoji are allowed. Display as a link instead. Clear editor. Upload or insert images from URL. Начинающим Search In. All Activity Home Вопрос-Ответ. Для начинающих Начинающим Как Проверить Кварц?

Как Проверить Кварц? Recommended Posts. Posted January 27, Кварц вижу, но не знаю как проверить, жив он или нет Есть мультиметр MAS и желание докопаться до истины. Share this post Link to post Share on other sites. Студенческое спонсорство. Если бы были альтернативные методы, не было бы “кучи схем тестеров”. Получается другой альтернативный метод – поставить заведомо рабочий кварц?

Имеет ли значение частота 19,66 или 19? Порекомендуйте, пожалуйста, самую рациональную версию тестера кварцов. Posted January 27, edited. Edited January 27, by VadVV. STM32G0 – средства противодействия угрозам безопасности Результатом выполнения требований безопасности всегда является усложнение разрабатываемой системы.

Производство печатных плат До 48 слоев. Если вас не затруднит, можно подробнее про эмиттерный повторитель? Примерно вот так как в этой схеме – Только вместо измерительной головки и конденсатора надо устаровить обычный резистор и с него снимать сигнал Edited January 27, by РадиоРобот. Posted June 21, Вот ещё одна схемка.

Можно её попробовать. В прикреплении более подробно о ней. Join the conversation You can post now and register later. Reply to this topic Go To Topic Listing. Announcements Прочитайте перед созданием темы!

Женщина в маленьком городке не может найти гостиницу, в одну ткнулась, в другую – везде всё занято. В очередной ей говорят – нет мест, есть чукча в двухместном номере, если договоритесь с ним – ночуйте. Женщина – к чукче в номер, а тот сидит на кровати и на варгане играет – дзынь, дзынь, дзынь Она: – Молодой человек, можно я на второй кровати переночую у вас тут, нет мест в гостиницах! Чукча утвердительно кивает головой. Женщина готовится ко сну , а чукча – дзынь, дзынь, дзынь, дзынь Женщина: – Молодой человек, я Вас прошу, пожалуйста, голова раскалывается, Вы не могли бы перестать?

Чукча прекратил играть, сидит на кровати, молча смотрит на женщину. Женщина приготовилась ко сну, начинает раздеваться. Чукча, не отводя глаз, смотрит на неё. Она скидывает платье. Он смотрит, не отрывая глаз. Женщина стягивает чулки. Чукча не отводит глаз. Женщина: – Ну, что, хочешь? Утвердительный кивок головой. Да будет срач!

Тема про политику. Хз, не я- отвечаю! А чего тут не понятно те? Ну в стихе- имею ввиду? Тут понятно?

Не заводится кварцевый резонатор 455 кГц

Ширина модального окна задана в процентах, в зависимости от ширины родительского контейнера, в данном примере это фон затемнения. Предусмотрена возможность использования встроенных миниатюр, разположенных слева или справа, в отдельном div-контейнере с выделенным классом. Простейшая анимация появления с помощью изменения свойсва прозрачности opacity от 0 к 1. Кварцевый резонатор включается между базой транзистора и общим минусом. Конденсатор С1 служит для защиты от случая при коротком замыкании в неисправном кварцевом резонаторе.

Для того, чтобы при помощи этого прибора можно было проверять работоспособность кварцевых резонаторов до 20 МГц и определять их основную.

Как проверить кварцевый резонатор.

Включите JavaScript для лучшей работы сайта. Кварцевый резонатор представляет собой кристаллический электронный прибор, способный поддерживать резонансные колебания на определенной частоте. Он обладает высокой стабильностью и точность. Чтобы проверить его работоспособность, необходимо собрать одну из схем кварцевых генераторов на полевых или биполярных транзисторах. Вам понадобится. Соберите одну из предложенных схем. В качестве индикатора генерации к выходу генератора подключите измерительный прибор, снабженный простейшим детектором на точечном полупроводниковом диоде. Если имеется диодная выпрямительная головка прибора, используйте ее. Это может быть тестер, ламповый вольтметр и т.

Проверка кварцевых резонаторов

Сообщение alex. Чипгуру Пропустить. Сообщений: 20 1 2 След. Вот чем и как проверить кварцевый резонатор и убедиться в его работоспособности? Нужно собрать какой-нибудь простенький генератор и осциллографом проверить наличие сигнала на выходе.

Схемы для измерений. В некоторых мультиметрах существуе функция измерения частоты переменного тока.

Кварцевый резонатор

Правила форума. RU :: Правила :: Голосовой чат :: eHam. Показано с 1 по 6 из 6. Тема: Способы проверки кварца. Добавить тему форума в del.

052-Как запустить неработающий часовой кварц (32768 Гц).

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Проверка кварцевых резонаторов. Пользователь: Sportko Написал: 8 февраля Сообщений: 1 Зарегистрирован: 8. R Ом???????? С1 я взял 0,1 мкФ Кварц 10M как должно показать на циферблате,если кварц на 10MHz???

Несколько вариантов схем и конструкций для проверки кварцевых резонаторов.

Как проверить кварцевый резонатор.

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.

Как проверить кварцевый резонатор?

Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены. Обзор ICO fatcats.

Казалось-бы, банальное дело, запустить часовой кварц.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Кварцевые резонаторы, как и большинство других радиокомпонентов, желательно проверить на работоспособность перед их использованием в радиолюбительской практике. Одна из простейших схем такого пробника была опубликована в чешском радиолюбительском журнале. Схема пробника предельно проста в повторении, поэтому представляет интерес для широкого круга радиолюбителей. Кварцевые резонаторы относятся к простейшим радиокомпонентам, но у радиолюбителей практически нет приборов для их проверки перед использованием. Это подчас приводит к недоразумениям. Внешне никаких повреждений кварцевый резонатор может не иметь, а в схеме не работает. Причин этому может быть много.

By RabinoVich , January 27, in Начинающим. Имеется ИБП, не запускается, ни на какие сигналы не реагирует. В инете нашел информацию, что чаще всего в этом виноват керамический кварц, установленный на плате. Кварц вижу, но не знаю как проверить, жив он или нет.

Наиболее важные процедуры тестирования – блог Jauch на сайте

Многие инженеры не задумываются о кварцевых кристаллах при проектировании схемы генератора. Для них это стандартная функция, которая будет работать в любом случае. На самом деле, это не так просто.

Схема генератора задает сердцебиение приложения и требует тщательного согласования между кристаллом кварца и другими его компонентами. В противном случае страдает точность генерируемой частоты, и приложение может даже дать сбой в полевых условиях.

Мы в Jauch хотим сохранить наши клиенты такие проблемы. Поэтому мы проводим детальный анализ осцилляторов наших клиентов. схемы, направленные на оптимальное соответствие между кристаллом и схемой. Следующее В ходе этих так называемых «тестов OSF» проверяются три параметра:

1) Точность частоты

2) Коэффициент безопасности генератора (OSF)

3) Уровень возбуждения

Точность частоты

Основная задача генератора Схема должна обеспечивать стабильную и точную частоту в течение всего периода применения и при любых условиях окружающей среды. Для этого необходимо суммарную емкость нагрузки (C _L ) цепи генератора должна быть максимально приближена к номинальной емкости нагрузки (номинал C _L ) кварца или идеально ей соответствовать.

Соответственно, первым шагом в анализе схемы является определение общей емкости нагрузки (C _L ), которую кварцевый кристалл «видит» на своих двух выводах. Так как любой непосредственный контакт со схемой может исказить результаты измерения, измерение проводят бесконтактно с помощью датчика ближнего поля, который размещают на небольшом расстоянии над схемой. Затем кристалл выпаивается из схемы и измеряется с помощью анализатора цепей Crystal при номинальном значении C 9.0017 л .

Чем больше отклонение суммарного С _L от номинального С _L кристалла, тем больше отклонение частоты. Однако, исследуя кристалл в анализаторе, можно определить, какие поправки необходимы для повышения частотной точности схемы.

Коэффициент безопасности колебаний (OSF)

На втором этапе колебания проверяется безопасность схемы генератора. Этот термин описывает схему способность быстро и надежно запускаться при любых мыслимых окружающих условиях условия. Поэтому анализ фокусируется на электронном сопротивлении внутри схема.

Как видно на рисунке 1, в цепь последовательно с кварцем встроен новый дополнительный резистор (R Pot). Затем сопротивление R Pot постепенно увеличивается до тех пор, пока колебание не прекратится. Этот метод имитирует кварц «наихудшего случая» и определяет максимально допустимое полное сопротивление кварца в конкретной схеме генератора.

Рис. 1: Типовая колебательная схема (конфигурация Пирса) с дополнительным резистором для расчета OSF

Отношение определенного таким образом максимального импеданса к ESR,max кристалла в конечном счете дает коэффициент запаса по колебанию (OSF).

Для кристаллов МГц (AT-Cut) OSF больше 5 считается достаточным для большинства стандартных применений. Для приложений, связанных с безопасностью, например, в автомобильном секторе или в медицинской технике, обычно требуется OSF больше 10.

Для кварцевых кристаллов значения OSF от 3 до 5 уже должны оцениваться как хорошие, а значения больше 5 — как очень хорошие, поскольку эти схемы рассчитаны на очень низкое энергопотребление.

Уровень Драйва

Для предотвращения перегрузки кварца определяется, какая мощность воздействует на него. Для этого первым делом измеряют силу тока, протекающего через кварц, с помощью ВЧ-токоизмерительных клещей (рис. 2). По этому результату измерения и уже определенным параметрам схемы рассчитывается «Уровень возбуждения» кварца. Уровень возбуждения не должен превышать максимальное значение, указанное в паспорте кварца.

Рис. 2: Для расчета уровня возбуждения измеряется ток, протекающий через кварцевый кристалл.

Превышение максимального уровня привода может привести к отклонениям частоты или, в худшем случае, даже к выходу из строя кварц.

Адаптация схемы генератора

Схема генератора, удовлетворительно прошедшая все три теста, может быть с чистой совестью интегрирована в предполагаемое приложение. Однако, если тесты выявляют недостатки, схема должна быть адаптирована. Например, если есть проблемы с точностью частоты, изменение нагрузочных конденсаторов в цепи может уменьшить разницу между цепью C _L и номинальный C _L из кристалла кварца и, таким образом, повысить точность частоты. Иногда также необходимо заменить изначально установленный кристалл на другой тип.

Любое изменение схемы означает, что все тесты, перечисленные здесь, должны быть выполнены снова. Это делает поиск идеальное совпадение между кварцем и схемой — кропотливая работа, которая требует несколько часов. Из-за небольшого размера компонентов большая часть работы делается под микроскопом.

После завершения теста OSF, Jauch предоставляет своим клиентам подробный отчет об испытаниях. Этот отчет содержит все важные измеренные значения и, при необходимости, также содержит четкие рекомендации по адаптации схемы. Таким образом, любые проблемы часто обнаружены и предотвращены до начала серийного производства.

О команде маркетинга

Кварцевые резонаторы » Electronics Notes

Кварцевые резонаторы

иногда называют xtals, и в качестве резонаторов они обеспечивают чрезвычайно высокие уровни добротности для генераторов и фильтров и широко используются во многих приложениях для разработки радиочастотных цепей.

---

Кристаллы кварца, Xtals Учебное пособие Включает:
Кристаллы кварца: Xtals Что такое кварц Как работает кристалл Операция кристального обертона Вытягивание частоты кристалла кварца Огранка кварцевого хрусталя Кварцевое старение Производство кристаллических резонаторов Как определить кристалл кварца VCXO ТСХО ОСХО Кристаллический фильтр Монолитный кристаллический фильтр Керамический резонатор и фильтр Характеристики керамического фильтра

---

Кварцевые резонаторы используются для создания резонансных элементов с очень высокой добротностью во многих электронных схемах и, в частности, во многих конструкциях радиочастотных цепей генераторов и фильтров. Часто в схемотехнике эти электронные компоненты могут обозначаться как «Xtals», а ссылки на них в схемотехнике могут даваться как xtal1 и т. д.

Кварцевые кристаллы

могут быть дешевыми в производстве, даже несмотря на то, что они обладают исключительной производительностью и могут использоваться для всего: от электронных конструкций для микропроцессорных тактовых генераторов до высокопроизводительных фильтров, высокостабильных генераторов, управляемых печью, кварцевых генераторов с температурной компенсацией и многих других общих и ВЧ-схем. .

Как следует из названия, кварцевые резонаторы изготавливаются из кварца, который является природной формой кремния. Однако большая часть кварца, используемого в электронной промышленности, производится синтетическим путем.

Резонаторы из кварцевого кристалла

доступны во многих размерах и форматах, чтобы удовлетворить требования большинства приложений. От небольших устройств для поверхностного монтажа до более крупных кристаллов, монтируемых через отверстия, а также кристаллов для разъемов, существует множество размеров и форматов для этих электронных компонентов.

Кварцевый резонатор HC49 с проволочными выводами

Основы кварцевого резонатора

Технология кварцевых резонаторов основана на замечательных свойствах кварца. При помещении в электронную схему кварцевый кристалл действует как настроенная схема. Однако у него исключительно высокая добротность.

Обычные LC-схемы могут показывать значения в несколько сотен, если они тщательно спроектированы и изготовлены, но кварцевые кристаллы показывают значения до 100 000.

Помимо добротности, кристаллическая технология имеет ряд других преимуществ. Они очень стабильны по отношению к температуре и времени. На самом деле для большинства кристаллов эти цифры указаны, и обычно они могут составлять ± 5 частей на миллион (частей на миллион) в год для старения и ± 30 частей на миллион в диапазоне температур от 0 до 60 ° C.

Кристалл природного кварца

В процессе работы кварцевый кристалл использует пьезоэлектрический эффект для преобразования электрических сигналов в механические колебания. Они заставляют кристалл вибрировать, и механические резонансы кристалла затем воздействуют на механические колебания. Затем пьезоэлектрический эффект снова соединяется с электрическим доменом, и сигналы преобразуются обратно после воздействия механических резонансов.

Общий эффект заключается в том, что кварцевый кристалл связывает механические резонансы с очень высокой добротностью с электрическим доменом, позволяя высокостабильным резонансам с высокой добротностью влиять на электрические сигналы.

Подробнее о . . . . что такое кварц.

Символ цепи кварцевого кристалла

Условное обозначение кварцевого резонатора, используемого в электронных схемах, очень простое. Символ кристалла кварца показывает две пластины по обе стороны от основного кварцевого элемента. Он имеет две линии, одну сверху, а другую снизу с центральным прямоугольником.

Во многих отношениях символ схемы является хорошим представлением самого фактического кристалла, особенно потому, что ранние кристаллические резонаторы состояли из кварцевой пластины, удерживаемой между двумя проводящими пластинами.

Символ схемы кварцевого резонатора, xtal

В отличие от многих других символов схемы, существует очень мало вариаций символа схемы кварцевого резонатора, и, соответственно, он широко известен.

Принцип работы кварцевых резонаторов

Действие кристалла кварца основано на том факте, что кварц проявляет пьезоэлектрический эффект. Это означает, что когда напряжение создается поперек кристалла, наблюдается электродвижущая сила или электрический потенциал. Верно и обратное, то при приложении потенциала к кристаллу он немного отклоняется.

Это означает, что пьезоэлектрический эффект позволяет связать механическую и электрическую области.

Что касается работы кварцевого кристалла в качестве высокодобротного резонатора, кварцевый кристалл может иметь электрический сигнал, такой как сигнал в радиоприемнике, помещенный через него. Это преобразуется в механическую вибрацию.

Механические свойства кристалла кварца действуют как резонатор с очень высокой добротностью. Эффект этого затем преобразуется обратно в электрическую область. Общий результат состоит в том, что в электрической цепи кажется, что присутствует электрический фильтр с очень высокой добротностью.

В любой электронной схеме полезно видеть эквивалентную схему кристалла, чтобы электронная схема могла быть выполнена правильно. Нормальная эквивалентная схема кварцевого резонатора приведена ниже.

Эквивалентная схема кварцевого резонатора

Кварцевый резонатор использует

Кристаллы кварца

используются в двух основных формах применения: в качестве резонансного элемента в генераторах и в фильтрах. В обоих приложениях очень высокая добротность кварцевого резонатора позволяет достичь очень высоких уровней производительности, и именно поэтому они используются во многих общих схемах для недорогих часов, а также в более требовательных приложениях для разработки радиочастотных схем.

Некоторые виды использования этих электронных компонентов вместе с их сокращениями описаны более подробно ниже:

• Генераторы:   Высокая добротность кварцевого кристалла означает, что используемые генераторы могут обеспечить очень высокий уровень точности и стабильности. Существует несколько вариантов использования кварцевых резонаторов в электронной конструкции в зависимости от требований к производительности и ограничений по стоимости.
  • Кварцевый осциллятор – XO: Кварцевые резонаторы можно очень просто использовать в простой схеме генератора. Поскольку базовые кварцевые резонаторы относительно недороги, их часто используют в качестве резонатора в приложениях, где они, например, являются резонатором в тактовом генераторе для микропроцессора. Кварцевый резонатор, используемый на материнской плате ПК

    Обычно требования к точности этих генераторов не слишком высоки, поэтому затраты могут быть сведены к минимуму при использовании кварцевого кристалла. При использовании в этих приложениях кристаллы кварца дешевле, чем многие другие решения, которые не будут работать так же хорошо. Очевидно, что простые кварцевые генераторы используются и во многих других областях.

  • Кварцевый генератор с управлением напряжением — VCXO:  Для некоторых приложений может потребоваться небольшое изменение частоты генератора. VCXO или осциллятор Xtal, управляемый напряжением, относительно легко построить.

    Схемы просты и, как правило, включают использование переменного напряжения для управления варакторным диодом в кварцевой цепи. Изменение реактивного сопротивления варактора изменяет общую резонансную частоту кристалла и связанной с ним схемы.

    Однако ввиду высокой добротности кварцевого резонатора возможны лишь относительно небольшие изменения частоты. Эти схемы могут быть построены, или они доступны в виде коммерческих модулей.

    Подробнее о . . . . VCXO.

    
    

  • Кварцевый генератор с температурной компенсацией — TCXO:  Одной из основных причин изменения частоты кварцевого генератора является изменение температуры. Там, где требуется более высокая стабильность частоты, чем может обеспечить стандартный генератор, можно использовать генератор Xtal с температурной компенсацией TCXO. Как следует из названия, эта форма генератора применяет к генератору температурную компенсацию. Хотя они не обладают такой же производительностью, как кварцевый генератор, управляемый печью, они, тем не менее, способны обеспечить очень высокий уровень стабильности и производительности для многих схемных схем.

    Подробнее о . . . . TCXO.

    
    
  • Кварцевый генератор, управляемый печью — OCXO:   Там, где требуется очень высокий уровень стабильности частоты, лучшим вариантом является кварцевый генератор, управляемый печью. Эта форма кварцевого генератора, называемая OCXO: кварцевый генератор, управляемый духовкой, удерживает кристалл и связанные с ним схемы в «печи» с регулируемой температурой. Он работает при температуре выше температуры окружающей среды и поддерживается при постоянной температуре, пока работает генератор. Таким образом, любые изменения, вызванные изменениями температуры, сводятся к минимуму.

    Подробнее о . . . . OCXO.

    
    
• Фильтры:  Другим основным применением кварцевых резонаторов являются фильтры. Здесь резонатор используется в схеме, которая используется для приема полезных сигналов и отклонения нежелательных. Очень высокие уровни добротности, достигаемые при использовании кварца, означают, что эти фильтры обладают очень высокой производительностью.

  Кварцевые фильтры могут состоять из одного кристалла, но более сложные фильтры, обеспечивающие гораздо более высокий уровень производительности, могут быть изготовлены из шести или даже восьми кристаллов. Ввиду того, что эти фильтры требуют опыта и передовой конструкции радиочастотных схем, их часто получают в виде модулей фильтров, хотя многие из них производятся самими конечными производителями/разработчиками.

Кристалл кварца SMD

Кристалл кварца Преимущества и недостатки

Технология кварцевых кристаллов предлагает очень много преимуществ, но есть и другие моменты, которые необходимо учитывать при рассмотрении вопроса об их использовании:

Преимущества кварцевых резонаторов:

• Резонатор с очень высокой добротностью:   Добротность кварцевого кристалла очень высока. Это, в свою очередь, отражает несколько преимуществ:
  
  • Очень стабильный сигнал при использовании в генераторе.
  • Низкий уровень фазового шума при использовании в генераторе.
  • При использовании в фильтре можно достичь очень высокого уровня селективности. Кристаллические фильтры способны обеспечить превосходную производительность и предоставляют одни из лучших вариантов резких фильтров в различных приложениях.
• Низкая стоимость:  Обычные кристаллы доступны по очень разумной цене. Их использование часто может привести к удешевлению часов или другого источника при использовании в качестве резонатора. Резонаторы из кварцевого кристалла с высокими техническими характеристиками, очевидно, стоят дороже.

Недостатки кварцевых резонаторов:

• Размер:   Резонансное поведение кристалла зависит от механических колебаний. В результате размер не может быть легко уменьшен, и они могут быть большими по сравнению с другими компонентами SMT. Тем не менее, кристаллы новой технологии поверхностного монтажа теперь доступны в очень маленьких упаковках.
• Пайка:   Ввиду их характеристик пайку необходимо проводить с осторожностью, соблюдая максимальную температуру и время пайки.
• Фиксированная частота:   Хотя это может быть и преимуществом, кристалл имеет свои собственные резонансные частоты. После того, как они выбраны и изготовлены, их нельзя изменить, хотя можно немного «подтянуть» частоту генератора.

Как и любая технология, эти электронные компоненты имеют как положительные, так и отрицательные стороны. Понимание этих проблем и преимуществ, которые они приносят, может помочь извлечь из них максимальную пользу на этапе проектирования электроники.

Кварцевый кристалл SMD в корпусе HC49

Кварцевый кристалл и временная шкала генераторов

С момента появления первых признаков пьезоэлектрического эффекта и действия кристаллов кварца потребовалось много лет, чтобы их развитие дошло до того состояния, в котором оно находится сейчас.

Ранние исследования продемонстрировали этот эффект, и прошло несколько лет, прежде чем была разработана радиотехнология и можно было продемонстрировать и затем уточнить действие кварцевых резонаторов или хталов.

Примечание об истории резонатора на кристалле кварца и временной шкале:

Кристаллы кварца стали неотъемлемой частью современной электроники, обеспечивая высокоэффективный резонатор по низкой цене. Эти компоненты разрабатывались в течение многих лет, и многие люди и организации участвовали в их разработке.

Подробнее о История кристалла кварца.

Как делают кварцевые резонаторы

Кварцевые резонаторы производятся в огромных количествах. Производственный процесс начинается с сырого кремния, который превращается в синтетический кварц, а затем из него изготавливаются отдельные резонаторы из кварцевого кристалла. После изготовления основных кристаллов кварца их обрезают, а затем герметизируют.

В некоторых областях процесса производства кварцевых резонаторов некоторые элементы имеют некоторое сходство с элементами производства полупроводников, хотя производимые продукты очень разные.

В процессе производства кристаллов кварца используются такие процессы, как травление, осаждение и т.п.

Подробнее о . . . . изготовление кварцевых резонаторов.

Спецификация кварцевых резонаторов

При выборе кварцевого резонатора для схемы общего назначения или конструкции радиочастотной схемы необходимо выбрать множество параметров. Многие из них специфичны для работы кристалла и обычно не встречаются с другими электронными компонентами.

Обычно производителям требуется ряд параметров, часто изложенных в специальной форме, прежде чем они смогут изготовить и поставить требуемый кристаллический элемент.

Решения о выборе различных параметров могут зависеть от других электронных компонентов в схеме или от общей электронной конструкции.

Понимание различных параметров, которые необходимо выбрать, и того, как они могут повлиять на электронную конструкцию и выбор других электронных компонентов, гарантирует принятие правильных решений.