Проверка кварца осциллографом: Схема тестера для проверки кварцевых резонаторов. Как проверить кварцевый резонатор. Что это такое, и зачем он нужен

Как проверить кварц на работоспособность, простая схема

Простой и надежный способ проверки кварцевых резонаторов на исправность, простая схема генератора для проверки кварцев. 90% неисправностей кварцевых резонаторов приходится на пульты дистанционного управления вот на них мы пока и остановимся. Я хочу предложить свой метод проверенный не раз.

На первом этапе не нужны вообще никакие приборы! Нам понадобитсялюбой радиоприёмник или на худой конец музыкальный центр если нет приёмника, но тогда к центру нужно подключитъ наружную антенну к разъёму СВ-КВ что не нужно делать с радиоприёмником по причине того, что там есть магнитная антенна.

Включаем на средние волны (СВ), можно и на короткие но там похуже, подносим пульт к приёмнику или к антенне музыкального центра, и нажимаем кнопки. В приёмнике мы услышим характерный звук импульсов, -значит кварцевый резонатор и микросхема с обвязкой в пульте уже исправны. После этого придётся раскрыть пульт и проверить светодиод.

Если в приёмнике мы ничего не слышим? Не хочу останавливаться на питании, думаю каждый с этого начинает любой ремонт. Выпаиваем аккуратно кварц, не перегревая его.

Теперь мы подошли к второму этапу непосредственно проверки кварцевого резонатора можно при помощи мультиметра 890 серии который очень распространён. Вставляем его в гнездо «Сх» и измеряем его ёмкость, при исправном резонаторе прибор покажет сотни пФ при неисправном единицы максимум десятки. Вот пример (частота резонатора – ёмкость на приборе) 440кГц-345пФ 500кГц-490пФ 4мГц-45пФ.

Опираться на эти значения как понимаете можно относительно так как погрешность у этого метода 10-15%. Но мы ведь с самого начала ставили цель проверить рабочий-нерабочий и не более.

Рис.1. Схема генератора для проверки кварцев.

Есть ещё один способ, он самый точный но нужно взятъ в руки паяльник и спаять очень простую схемку (рис.1) на микросхеме К155ЛАЗ. В схеме два резистора 330-670 Ом конденсатор любой. Вот собираем эту схемку и если к конденсатору подключим вход частотомера то узнаем частоту кварца с точностью, с которой измеряет Ваш частотомер.

А если частотомера нет тоже не огорчайтесь, возьмите всё тот же приёмник, к свободной ножке конденсатора прикрутите 0,5-1м провода, прообраз антенны, и слушайте на приемнике сигнал генератора в зависимости от частоты кварца на основной или 3 или 5 гармонике, то есть если у Вас, к примеру кварц на 440кГц то сигнал генератора Вы услышите на 440кГц,1320кГц и 2200кГц и так далее, это принцип кварцевого калибратора которые раньше стояли почти во всех военных радиоприёмниках.

Желаю удачи в ремонте!

Куприн. В. Г. РК-2010-04.

Как проверить кварцевый резонатор частоты. 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 и , то быстро выяснится, что добротность такого контура в схеме не превысит 300, 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.

В отличие от колебательных контуров, резонаторы на базе кварца обладают недостижимой для колебательных контуров добротностью, которая измеряется значениями от 10000 до 10000000, причем о температурной стабильности кварцевых резонаторов речи не идет, ведь частота остается постоянной при любом значении температуры, как правило из диапазона от -40°C до +70°C.

Так, благодаря высоким показателям температурной стабильности и добротности, кварцевые резонаторы применяются всюду в радиотехнике и цифровой электронике.

Для задания 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 1000, и таких резонаторов достаточно для электронных игрушек и бытовых радиоприемников, но для более точных устройств необходим кварц.

В основе работы кварцевого резонатора — , возникающий на кварцевой пластинке. Кварц представляет собой полиморфную модификацию диоксида кремния SiO2, и встречается в природе в виде кристаллов и гальки. В свободном виде в земной коре кварца около 12%, кроме того в виде смесей в составе других минералов также содержится кварц, и в общем в земной коре более 60% кварца (массовая доля).

Для создания резонаторов подходит низкотемпературный кварц, обладающий ярко выраженными пьезоэлектрическими свойствами. Химически кварц весьма устойчив, и растворить его можно лишь в гидрофторидной кислоте. По твердости кварц превосходит опал, но до алмаза не дотягивает.

При изготовлении кварцевой пластинки, от кристалла кварца под строго заданным углом вырезают кусочек. В зависимости от угла среза полученная кварцевая пластинка будет отличаться по своим электромеханическим свойствам.

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. В силу высокой добротности такого «колебательного контура», энергетические потери при его возбуждении на резонансной частоте пренебрежимо малы.

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. Если же разогреть кварц до 5730°C, он вовсе утратит свои пьезоэлектрические свойства, но, к счастью, нагреть элемент паяльником до такой температуры невозможно.

Обозначение кварцевого резонатора на схеме похоже на обозначение конденсатора с прямоугольником между пластинами (кварцевая пластинка), и с надписью «ZQ» или «Z».

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.

Что такое генератор? Генератор – это по сути устройство, которое преобразует один вид энергии в другой. В электронике очень часто можно услышать словосочетание “генератор электрической энергии, генератор частоты , ” и тд.

Кварцевый генератор представляет из себя генератор частоты и имеет в своем составе . В основном кварцевые генераторы бывают двух видов:

те, которые могут выдавать синусоидальный сигнал

и те, которые выдают прямоугольный сигнал

Чаще всего в электронике используется прямоугольный сигнал

Схема Пирса

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. В схеме есть положительная обратная связь и в ней начинают возникать автоколебания. 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. Как только я начинал тихонько чесать место укола, мне хотелось чесать еще больше)) И вот скорость руки, которая чесала прививку, у меня замерла на каком-то пике, потому что совершать колебания рукой у меня максимум получалось с частотой Герц в 15. Прививка набухала на пол руки)) И даже один раз меня водили сдавать кровь в подозрении на туберкулез, но как оказалось, не нашли. 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;-). Скажем так, “физическое ограничение”.

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. В результате добился вот такой индуктивности:

Его правильное название: .

Распиновка слева-направо: Сток – Исток – Затвор

Небольшое лирическое отступление.

Итак, кварцевый генератор мы собрали, напряжение подали, осталось только снять сигнал с выхода нашего самопального генератора. За дело берется цифровой осциллограф

Первым делом я взял кварц на самую большую частоту, которая у меня есть: 32 768 Мегагерц. Не путайте его с часовым кварцем (о нем пойдет речь ниже).

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.

Вот осциллограмма кварца на 16 Мегагерц:

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:

Сверху написано 1000 Килогерц = 1МегаГерц;-)

Смотрим осциллограмму:

Рабочий!

При большом желании можно даже замерять частоту китайским генератором-частотомером :

400 Герц погрешность для старенького советского кварца не очень и много. Но лучше, конечно, воспользоваться нормальным профессиональным частотомером;-)

Часовой кварц

С часовым кварцем кварцевый генератор по схеме Пирса отказался работать.

“Что еще за часовой кварц?” – спросите вы. Часовой кварц – это кварц с частотой в 32 768 Герц. Почему на нем такая странная частота? Дело все в том, что 32 768 это и есть 2 15 . Такой кварц работает в паре с 15-разрядной микросхемой-счетчиком. Это наша микросхема К176ИЕ5.

Принцип работы этой микросхемы такой: п осле того, как она сосчитает 32 768 импульсов, на одной из ножек она выдает импульс. Этот импульс на ножке с кварцевым резонатором на 32 768 Герц появляется ровно один раз в секунду . А как вы помните, колебание один раз в секунду – это и есть 1 Герц. 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 – .

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. Такие микросхемы называется RTC (R eal T ime C lock) или в переводе с буржуйского Часы Реального Времени.

Схема Пирса для прямоугольного сигнала

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 100 пФ. Тут правило такое: чем меньше частота кварца, тем меньше должна быть емкость конденсатора. Для часовых кварцев конденсаторы можно поставить номиналом в 15-18 пФ. Если кварц с частотой от 1 до 10 Мегагерц, то можно поставить 22-56 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.

Резистор R1 можно менять от 1 и до 20 МОм, а R2 от нуля и до 100 кОм. 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 74HC04. Она не слишком быстродействующая. Состоит из шести инверторов, но использовать мы будем только один инвертор:

Вот ее распиновка:

Подключив к этой схеме часовой кварц, осциллограф выдал вот такую осциллограмму:

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;-)

Плюсы кварцевых генераторов

Плюсы кварцевых генераторов частоты – это высокая частотная стабильность. В основном это 10 -5 – 10 -6 от номинала или, как часто говорят, ppm (от англ. parts per million) – частей на миллион, то есть одна миллионная или числом 10 -6 . Отклонение частоты в ту или иную сторону в кварцевом генераторе в основном связано с изменением температуры окружающей среды, а также со старением кварца. При старении кварца, частота кварцевого генератора стает чуточку меньше с каждым годом примерно на 1,8х10 -7 от номинала. Если, скажем, я взял кварц с частотой в 10 Мегагерц (10 000 000 Герц) и поставил его в схему, то за год его частота уйдет примерно на 2 Герца в минус;-) Думаю, вполне терпимо.

В настоящее время кварцевые генераторы выпускают в виде законченных модулей. Некоторые фирмы, производящие такие генераторы, достигают частотной стабильности до 10 -11 от номинала! Выглядят готовые модули примерно так:

или так

Такие модули кварцевых генераторов в основном имеют 4 вывода. Вот распиновка квадратного кварцевого генератора:

Давайте проверим один из них. На нем написано 1 МГц

Вот его вид сзади:

Вот его распиновка:

Подавая постоянное напряжение от 3,3 и до 5 Вольт плюсом на 8, а минусом на 4, с выхода 5 я получил чистый ровный красивый меандр с частотой, написанной на кварцевом генераторе, то бишь 1 Мегагерц, с очень небольшими выбросами.

Ну прям загляденье!

Да и китайский генератор-частотомер показал точную частоту:

Отсюда делаем вывод: лучше купить готовый кварцевый генератор, чем самому убивать кучу времени и нервов на наладку схемы Пирса. Схема Пирса будет пригодна для проверки резонаторов и для ваших различных самоделок.

Резонатором называют систему способную на колебательные движения с максимальной амплитудой при определённых условиях. Кварцевый резонатор — пластина из кварца, обычно в форме параллелепипеда, действует так при подаче переменного тока (частота для разных пластин различна). Рабочую частоту этой детали определяет её толщина. Зависимость здесь обратная. Наибольшую частоту (не превышающую при том 50 МГц) имеют самые тонкие пластины.

В редких случаях можно добиться частоты в 200 МГц. Это допустимо только при работе на обертоне (неосновной частоте, превышающей основной показатель). Специальные фильтры способны погасить основную частоту кварцевой пластины и выделить кратную ей обертоновую.

Для работы подходят только нечётные гармоники (другое название обертонов). К тому же, при их использовании показания по частоте увеличиваются на более низких амплитудах. Обычно максимальным становится девятикратное уменьшение высоты волны. Далее засечь изменения становится затруднительно.

Кварц относится к диэлектрикам. В комбинации с парой металлических электродов он превращается в конденсатор, но его ёмкость мала и нет смысла её замерять. На схеме эта деталь отображается как кристаллический прямоугольник между пластинами конденсатора. Кварцевой пластине, как и иным упругим телам, свойственно наличие собственной резонансной частоты, зависящей от её размера. Пластины малой толщины имеют более высокую резонансную частоту. Как итог: необходимо лишь выбрать пластину с такими параметрами, при которых частота механических колебаний совпадала бы с приложенной к пластине частотой переменного напряжения. Кварцевая пластина, пригодна только при использовании переменного тока, поскольку постоянный ток может спровоцировать лишь единичное сжатие или разжатие.

В результате очевидно, что кварц является весьма простой резонансной системой (со всеми свойствами, присущими для колебательных контуров), но это вовсе не снижает качество его работы.

Кварцевый резонатор является даже более действенным. Показатель добротности у него составляет 10 5 — 10 7 . Резонаторы из кварца увеличивают общий срок службы конденсатора за счёт своей температурной устойчивости, долговечности и технологичности. Удобства в применении добавляют и небольшие размеры деталей. Но самое главное достоинство — способность обеспечивать стабильную частоту.

К числу минусов относят лишь узость диапазона сонастройки имеющейся частоты с частотой внешних элементов.

В любом случае, кварцевые резонаторы весьма популярны, и используются в часах, многочисленной радиоэлектронике и иных приборах. В некоторых странах кварцевые пластины устанавливаются прямо на тротуарах, а люди продуцируют энергию просто ходя туда и обратно.

Принцип работы

Функции кварцевого резонатора обеспечиваются пьезоэлектрическим эффектом. Данное явление провоцирует возникновение электрического заряда в случае, если происходит механическая деформация некоторых типов кристаллов (из природных сюда относят кварц и турмалин). Сила заряда при этом находится в прямой зависимости от силы деформации. Это называют прямым пьезоэлектрическим эффектом. Суть обратного пьезоэлектрического эффекта заключается в том, что если на кристалл воздействовать электрическим полем, он будет деформироваться.

Проверка работоспособности

Существует несколько несложных методов проверки состояния кварца в механизме. Вот пара из них:

1. Чтобы достаточно точно определить состояние резонатора, потребуется подсоединить к генератору на выход осцилограф или частометр. Требуемые данные можно будет вычислить при помощи фигур Лиссажу. Однако, при подобных обстоятельствах возможно непреднамеренное возбуждение колебательных движений кварца как на обертонических, так и на основных частотах. Это может создавать неточность замеров. Такой метод может быть использован в диапазоне от 1 до 10 МГц.
2. Частота работы генератора зависит от кварцевого резонатора. При подаче энергии генератор продуцирует импульсы, совпадающие с частотой основного резонанса. Череда этих импульсов пропускается через конденсатор, который отсеивает постоянный компонент, оставляя только обертоны, а сами импульсы передаются аналоговому частометру. Его легко можно сконструировать из двух диодов, конденсатора, резистора и микроамперметра. В зависимости от показаний по частоте будет изменяться и напряжение на конденсаторе. Данный метод тоже не отличается точностью и может применятся только в диапазоне от 3 до 10 МГц.

В целом, достоверную проверку кварцевых резонаторов можно осуществлять только при их замене. Да и подозревать поломку резонатора в механизме стоит только в самом крайнем случае. Хотя к портативной электронике, подверженной частым падениям, это не относится.

Кварцевый резонатор как проверить? Проверка кварцевых резонаторов

Колебаниям уделяется одна из важнейших ролей в современном мире. Так, даже существует так именуемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных познаний, и одна из их – это кварцевый резонатор. Так бывает, что неважно какая техника временами выходит из строя, и они здесь не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как следует?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором именуют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но меж ними есть разница в пользу первого. Как понятно, для свойства колебательного контура употребляют понятие добротности. В резонаторе на базе кварцев она добивается очень больших значений – в границах 10 5 -10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально размещенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Снаружи на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо либо брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосами. Пластинка закрепляется и имеет свою свою резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг либо изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна либо очень близка к своим значениям, то требуется наименьшее количество энергии при значимых различиях для поддержания функционирования. Сейчас можно перебегать к свету главной препядствия, из-за чего, фактически, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 метода, о которых и будет поведано.

Способ № 1

Читайте так же

Тут транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а потом сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на 2-ух диодиках Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все другие элементы служат для стабильности работы схемы и чтоб ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может изменяться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это достаточно ориентировочный метод и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но есть определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует исключительно в тех случаях, если она находится в ориентировочных рамках от 3-х до 10 МГц. Проверка кварцевых резонаторов , что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но дальше подвергнется рассмотрению чертеж, у которого спектр — 1-10 МГц.

Как проверить кварцевый резонатор

Обычная схема для проверки кварцевых резонаторов, а если добавить в схему мультиметр с возможностью измеря…

Проверка кварцевых резонаторов

Обычная схема для проверки работоспособности кварцевых резонаторов, а так же возможность проверки частоты…

Способ № 2

Для роста точности можно к выходу генератора подключить частотомер либо осциллограф. Тогда можно будет высчитать разыскиваемый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, при этом как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать существенное отклонение. Поглядите на приведённые схемы (эту и предшествующую). Видите ли, есть различные методы находить частоту, и здесь придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух

кварцевых резонаторов

Читайте так же

Данная схема дозволит найти, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые работают в рамках от 1-го до 10 МГц. Также благодаря ей можно выяснить сигналы толчков, которые идут меж частотами. Потому вы можете не только лишь найти работоспособность, да и подобрать кварцевые резисторы, которые более подходят друг дружке по своим показателям. Схема реализована с 2-мя задающими генераторами. 1-ый из их работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтоб проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует надавить на кнопку SB1. Обозначенный показатель соответствует сигналу высочайшего уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено нужное значение для проверки (можно напряжение каждую проверку увеличивать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной аннотации по использованию механизма). При всем этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 — 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет пылать светодиод HL1. 2-ой механизм работает аналогично, и о нём будет докладывать HL2. Если их запустить сразу, то ещё будет пылать светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты 2-ух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтоб потом сопоставить характеристики. Узреть зрительно это можно при помощи мерцания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер либо осциллограф. Если реальные характеристики отличаются на килогерцы, то для определения более частотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда 1-ый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более частотный, ежели ZQ2.

При проверке всегда:

1. Прочитайте аннотацию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует достаточно много методов вывести собственный кварцевый резонатор из строя. С некими самыми пользующимися популярностью стоит ознакомиться, чтоб в дальнейшем избежать каких-либо заморочек:

1. Падения с высоты. Самая пользующаяся популярностью причина. Помните: всегда нужно содержать рабочее место в полном порядке и смотреть за своими действиями.
2. Присутствие неизменного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не страшатся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите поочередно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг вернет его в строй либо дозволит избежать негативных последствий.
3. Очень большая амплитуда сигнала. Решить данную делему можно различными методами:

• Увести частоту генерации мало в сторону, чтоб она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более непростой вариант.
• Снизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор вправду из строя. Так, предпосылкой падения активности может быть флюс либо посторонние частички (нужно в таком случае его отменно очистить). Также может быть, что очень интенсивно эксплуатировалась изоляция, и она растеряла свои характеристики. Для контрольной проверки по этому пт можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (сразу можно сопоставить активность).

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные , было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц .

О деталях устройства

Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве . Автор проекта – nefedot .

Обсудить статью ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВ

Как проверить кварцевый резонатор осциллографом

Колебаниям уделяется одна из самых важных ролей в современном мире. Так, даже существует так называемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных знаний, и одна из них – это кварцевый резонатор. Так уж бывает, что любая техника периодически выходит из строя, и они тут не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как надо?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используют понятие добротности. В резонаторе на основе кварцев она достигает очень высоких значений – в границах 10 5 –10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо или брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосками. Пластинка закрепляется и имеет свою собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна или очень близка к собственным значениям, то требуется меньшее количество энергии при значительных отличиях для поддержания функционирования. Теперь можно переходить к освещению главной проблемы, из-за чего, собственно, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 способа, о которых и будет рассказано.

Способ № 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а затем сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для стабильности работы схемы и чтобы ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно приблизительный способ и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но существуют определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует только в тех случаях, если она находится в приблизительных рамках от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но далее будет рассмотрен чертеж, у которого диапазон – 1-10 МГц.

Способ № 2

Для увеличения точности можно к выходу генератора подключить частотомер или осциллограф. Тогда можно будет рассчитать искомый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, причем как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать значительное отклонение. Посмотрите на приведённые схемы (эту и предыдущую). Как видите, существуют разные способы искать частоту, и тут придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Данная схема позволит определить, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые функционируют в рамках от одного до десяти МГц. Также благодаря ей можно узнать сигналы толчков, которые идут между частотами. Поэтому вы сможете не только определить работоспособность, но и подобрать кварцевые резисторы, которые наиболее подходят друг другу по своим показателям. Схема реализована с двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтобы проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует нажать на кнопку SB1. Указанный показатель соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено необходимое значение для проверки (можно напряжение каждую проверку повышать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной инструкции по использованию механизма). При этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 – 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогично, и о нём будет сообщать HL2. Если их запустить одновременно, то ещё будет гореть светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты двух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы затем сравнить показатели. Увидеть визуально это можно с помощью мигания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения более высокочастотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более высокочастотный, нежели ZQ2.

При проверке всегда:

1. Прочитайте инструкцию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует довольно много способов вывести свой кварцевый резонатор из строя. С некоторыми самыми популярными стоит ознакомиться, чтобы в будущем избежать каких-то проблем:

1. Падения с высоты. Самая популярная причина. Помните: всегда необходимо содержать рабочее место в полном порядке и следить за своими действиями.
2. Присутствие постоянного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не боятся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите последовательно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг возвратит его в строй или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Решить данную проблему можно разными способами:

• Увести частоту генерации немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более сложный вариант.
• Понизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор действительно из строя. Так, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (необходимо в таком случае его качественно очистить). Также может быть, что слишком активно эксплуатировалась изоляция, и она потеряла свои свойства. Для контрольной проверки по этому пункту можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (одновременно можно сравнить активность).

Заключение

В статье было рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических схем, как частота кварцевого резонатора, а также их свойство. Были обговорены способы установления необходимой информации, а также возможные причины, почему они выходят из строя во время эксплуатации. Но для избегания негативных последствий всегда трудитесь с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет меньше беспокоить.

Колебаниям уделяется одна из самых важных ролей в современном мире. Так, даже существует так называемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных знаний, и одна из них – это кварцевый резонатор. Так уж бывает, что любая техника периодически выходит из строя, и они тут не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как надо?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используют понятие добротности. В резонаторе на основе кварцев она достигает очень высоких значений – в границах 10 5 –10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо или брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосками. Пластинка закрепляется и имеет свою собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна или очень близка к собственным значениям, то требуется меньшее количество энергии при значительных отличиях для поддержания функционирования. Теперь можно переходить к освещению главной проблемы, из-за чего, собственно, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 способа, о которых и будет рассказано.

Способ № 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а затем сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для стабильности работы схемы и чтобы ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно приблизительный способ и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но существуют определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует только в тех случаях, если она находится в приблизительных рамках от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но далее будет рассмотрен чертеж, у которого диапазон – 1-10 МГц.

Способ № 2

Для увеличения точности можно к выходу генератора подключить частотомер или осциллограф. Тогда можно будет рассчитать искомый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, причем как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать значительное отклонение. Посмотрите на приведённые схемы (эту и предыдущую). Как видите, существуют разные способы искать частоту, и тут придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Данная схема позволит определить, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые функционируют в рамках от одного до десяти МГц. Также благодаря ей можно узнать сигналы толчков, которые идут между частотами. Поэтому вы сможете не только определить работоспособность, но и подобрать кварцевые резисторы, которые наиболее подходят друг другу по своим показателям. Схема реализована с двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтобы проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует нажать на кнопку SB1. Указанный показатель соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено необходимое значение для проверки (можно напряжение каждую проверку повышать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной инструкции по использованию механизма). При этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 – 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогично, и о нём будет сообщать HL2. Если их запустить одновременно, то ещё будет гореть светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты двух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы затем сравнить показатели. Увидеть визуально это можно с помощью мигания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения более высокочастотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более высокочастотный, нежели ZQ2.

При проверке всегда:

1. Прочитайте инструкцию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует довольно много способов вывести свой кварцевый резонатор из строя. С некоторыми самыми популярными стоит ознакомиться, чтобы в будущем избежать каких-то проблем:

1. Падения с высоты. Самая популярная причина. Помните: всегда необходимо содержать рабочее место в полном порядке и следить за своими действиями.
2. Присутствие постоянного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не боятся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите последовательно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг возвратит его в строй или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Решить данную проблему можно разными способами:

• Увести частоту генерации немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более сложный вариант.
• Понизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор действительно из строя. Так, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (необходимо в таком случае его качественно очистить). Также может быть, что слишком активно эксплуатировалась изоляция, и она потеряла свои свойства. Для контрольной проверки по этому пункту можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (одновременно можно сравнить активность).

Заключение

В статье было рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических схем, как частота кварцевого резонатора, а также их свойство. Были обговорены способы установления необходимой информации, а также возможные причины, почему они выходят из строя во время эксплуатации. Но для избегания негативных последствий всегда трудитесь с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет меньше беспокоить.

Простой и надежный способ проверки кварцевых резонаторов на исправность, простая схема генератора для проверки кварцев. 90% неисправностей кварцевых резонаторов приходится на пульты дистанционного управления вот на них мы пока и остановимся. Я хочу предложить свой метод проверенный не раз.

На первом этапе не нужны вообще никакие приборы! Нам понадобитсялюбой радиоприёмник или на худой конец музыкальный центр если нет приёмника, но тогда к центру нужно подключитъ наружную антенну к разъёму СВ-КВ что не нужно делать с радиоприёмником по причине того, что там есть магнитная антенна.

Включаем на средние волны (СВ), можно и на короткие но там похуже, подносим пульт к приёмнику или к антенне музыкального центра, и нажимаем кнопки. В приёмнике мы услышим характерный звук импульсов, -значит кварцевый резонатор и микросхема с обвязкой в пульте уже исправны. После этого придётся раскрыть пульт и проверить светодиод.

Если в приёмнике мы ничего не слышим? Не хочу останавливаться на питании, думаю каждый с этого начинает любой ремонт. Выпаиваем аккуратно кварц, не перегревая его.

Теперь мы подошли к второму этапу непосредственно проверки кварцевого резонатора можно при помощи мультиметра 890 серии который очень распространён. Вставляем его в гнездо «Сх» и измеряем его ёмкость, при исправном резонаторе прибор покажет сотни пФ при неисправном единицы максимум десятки. Вот пример (частота резонатора – ёмкость на приборе) 440кГц-345пФ 500кГц-490пФ 4мГц-45пФ.

Опираться на эти значения как понимаете можно относительно так как погрешность у этого метода 10-15%. Но мы ведь с самого начала ставили цель проверить рабочий-нерабочий и не более.

Рис.1. Схема генератора для проверки кварцев.

Есть ещё один способ, он самый точный но нужно взятъ в руки паяльник и спаять очень простую схемку (рис.1) на микросхеме К155ЛАЗ. В схеме два резистора 330-670 Ом конденсатор любой. Вот собираем эту схемку и если к конденсатору подключим вход частотомера то узнаем частоту кварца с точностью, с которой измеряет Ваш частотомер.

А если частотомера нет тоже не огорчайтесь, возьмите всё тот же приёмник, к свободной ножке конденсатора прикрутите 0,5-1м провода, прообраз антенны, и слушайте на приемнике сигнал генератора в зависимости от частоты кварца на основной или 3 или 5 гармонике, то есть если у Вас, к примеру кварц на 440кГц то сигнал генератора Вы услышите на 440кГц,1320кГц и 2200кГц и так далее, это принцип кварцевого калибратора которые раньше стояли почти во всех военных радиоприёмниках.

Тестер кварцевых резонаторов своими руками

Приветствую, радиолюбители-самоделкины!

На сегодняшний день в мире существует большое количество разнообразных компонентов электронных схем – резисторы, конденсаторы, микросхемы, транзисторы, диоды и различные их вариации, стабилитроны, кварцы и это ещё далеко не весь список. Раз существуют такие детали, значит, требуются и приборы для их проверки, а потому многие мультиметры позволяют без проблем замерять сопротивление резисторов, ёмкость конденсаторов, проверять транзисторы, чего в большинстве случаев достаточно для рядового радиолюбителя. Но некоторые радиодетали не получится взять и просто так проверить мультиметром, без специальных устройств-тестеров – к таким деталям можно отнести кварцевые резонаторы.

Кварцевые резонаторы, как правило, имеет специфичный металлический корпус, а потому их трудно спутать с чем-либо другим. Также у них имеет два вывода, либо две контактные площадки, если корпус предназначен для поверхностного монтажа. Используются кварцевые резонаторы для создания в электрических схемах колебаний высокой частоты, например, для создания тактовых импульсов для микроконтроллеров, либо для получения высокой несущей частоты радиопередатчика. Создать колебания подобного рода можно и с помощью обычной RC-цепи, такой способ также иногда используется, но обладает гораздо меньшей стабильностью частоты, а потому кварцевые резонаторы – незаменимые элементы во многих схемах. Ещё одно основное применение кварцев – отсчёт времени в часах, там используются специальные часовые кварцы, рассчитанные на частоту 32 768Гц. Именно это число является степенью двойки, а потому из него путём множества делений можно получить нужную для часов частоту 1Гц. Не трудно догадаться, что в таких кварцах очень важна стабильность частоты – ведь даже небольшое отклонение резонансной частоты часового кварца приведёт к тому, что часы, тактируемые от него, будут неизбежно сбиваться. Кварцевые резонаторы могут быть выпущены в разных корпусах, причём очень часто они имеют мелкую нечитаемую маркировку, либо вовсе стёртую, если это б.у. кварц. Для того, чтобы измерить резонансную частоту кварцевого резонатора, то есть проверить его работоспособность, нельзя просто подключить его к мультиметру и прозвонить, как обычный резистор. Существуют и фирменные тестеры кварцев, но порой их трудно найти в продаже, либо они стоят неоправданно много, поэтому в этой статье предлагается к сборке небольшое устройство, которое позволяется замерять частоту резонанса кварцев, оно позволит не только проверить работоспособность, но и посмотреть, не отклонилась ли заявленная частота кварца от фактической, что особенно актуально для б.у. элементов. Схема тестера показана ниже.



Как можно увидеть, схема состоит всего из двух высокочастотных транзисторов и представляет собой простой генератор Колпитца, который позволяет “запускать” кварцы, заставляя их вырабатывать электрические колебания. Здесь можно применить практически любые маломощные высокочастотные NPN транзисторы, например, хорошо подойдёт отечественный КТ368 в любом корпусе, либо импортные 2SC930, 2SC829, 2SC933. В левой части схемы, в пунктирной рамке показан кварцевый резонатор – собственно тот, частоту которого требуется измерить. Для него при сборке схемы желательно изготовить посадочные контакты-зажимы, чтобы можно было быстро и без пайки менять разные кварцы. При этом соединения до самого кварца от схемы должны быть как можно короче. Контакты схемы, обозначенные “VCC” и идущие стрелочкой вверх – на них подаётся плюс питания, минус же подключается к контактам “GND” – они есть земля. Питается схема от напряжения 9-12В и потребляет совсем небольшой ток. В качестве источника можно использовать, например, USB выход и повышающий до 9В преобразователь, готовый импульсный блок питания на 9-12В, либо трансформатор с выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Самым оптимальным источником питания будет являться батарейка крона – она имеет нужное напряжение и позволит работать схеме полностью автономно без внешнего питания. Обозначением “Power in” на схеме показан разъём для подачи питания, при этом конденсатор С4 является сглаживающим питание. Здесь не помешает поставить электролитический на 47-100 мкФ параллельно керамическому/плёночному на 100 нФ, что указан на схеме. Каскад на первом транзисторе является непосредственно генератором колебаний, а второй каскад работает в роли повторителя, уменьшая выходное сопротивление и повышая стабильность схемы. С выхода OUTPUT снимается синусоидальный сигнал, частота которого сгенерирована установленным кварцем. К выходу можно подключить, например, осциллограф и увидеть не только точную частоту, на которой работает данный кварц, но и форму сигнала, которая получается на выходе этой схемы. Также можно подключить к выходу схемы и обычный частотомер, это позволит увидеть частоту и убедиться в работоспособности нужного кварца.



Элементы схемы рассчитаны для правильной работы генератора Колпитца, а потому не стоит изменять их в больших пределах. Для данной схемы можно использовать выводные резисторы мощностью 0,25Вт, и керамические либо плёночные конденсаторы на напряжение не больше 50-100В. Тестер позволит проверять кварцы частотой от 2 до 27 МГц, что покрывает почти весь диапазон чаще всего используемых кварцевых резонатором. Схема также может запускаться и с кварцами более высокой частоты, вплоть до 50 МГц, но при этом амплитуда сигнала на выходе будет значительно падать. При сборке важно соблюдать аккуратность – высокочастотные устройства, в том числе и эта схема, не допускают неаккуратной сборки. Выводы компонентов должны быть как можно короче, все лишние отрезки выводов должны быть откушены. Также после сборки обязательно нужно удалить все остатки флюса, ведь паразитные ёмкости и сопротивления на плате могут не позволить схеме запуститься, либо она будет работать не стабильно. Собрать схему можно, например, на макетной плате.

Либо же можно просто выточить на отрезке текстолита изолирующие канавки, буквально разделив сплошную медную поверхность на участки для пайки в соответствии со схемой. Такой вариант исполнения виден на одной из картинок выше. Но также можно развести и полноценную печатную плату, а затем выполнить её методом ЛУТ или фоторезистом. Готовое устройство не помешает установить в корпус, при этом он будет содержать панельку для вставки тестируемого кварца, выход для осциллографа или частотомера и гнездо питания, если не используется автономное питание от кроны. Удачной сборки!
Источник (Source)

Измеритель частоты кварцевых резонаторов схема китай. Прибор для проверки частоты кварцев – измерительная техника

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные , было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц .

О деталях устройства

Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве . Автор проекта – nefedot .

Обсудить статью ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВ

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные схемы кварцевых тестеров, было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц. О деталях устройства Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве. Автор проекта- nefedot.

АРХИВ:

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.

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.

Колебаниям уделяется одна из самых важных ролей в современном мире. Так, даже существует так называемая теория струн, которая утверждает, что всё вокруг нас – это просто волны. Но есть и другие варианты использования данных знаний, и одна из них – это кварцевый резонатор. Так уж бывает, что любая техника периодически выходит из строя, и они тут не исключение. Как убедиться, что после негативного инцидента она всё ещё работает как надо?

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, базирующегося на индуктивности и ёмкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используют понятие добротности. В резонаторе на основе кварцев она достигает очень высоких значений – в границах 10 5 -10 7 . К тому же он более эффективен для всей схемы при изменении температуры, что сказывается на большем сроке службы таких деталей, как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме осуществляется в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с обеих сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Из кристалла кварца вырезается пластинка, кольцо или брусок. На него наносится как минимум два электрода, которые являются проводящими полосками. Пластинка закрепляется и имеет свою собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подаётся напряжения, то из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгибание (зависимо от того, как вырезался кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях делает работу подобно катушке индуктивности. Если частота напряжения, что подаётся, равна или очень близка к собственным значениям, то требуется меньшее количество энергии при значительных отличиях для поддержания функционирования. Теперь можно переходить к освещению главной проблемы, из-за чего, собственно, и пишется эта статья про кварцевый резонатор. Как проверить его работоспособность? Было отобрано 3 способа, о которых и будет рассказано.

Способ № 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. Когда поступает питание, то генератор начинает работать. Он создаёт импульсы, которые равны частоте его основного резонанса. Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как С3 (100р). Он фильтрует постоянную составляющую, а затем сам импульс передаёт на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах Д9Б и таких пассивных элементах: конденсаторе С4 (1n), резисторе R3 (100к) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для стабильности работы схемы и чтобы ничего не перегорело. Зависимо от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно приблизительный способ и его преимущество – легкость. И, соответственно, чем выше напряжение, тем большая частота резонатора. Но существуют определённые ограничения: пробовать её на данной схеме следует только в тех случаях, если она находится в приблизительных рамках от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, что выходит за грань этих значений, обычно не подпадает под любительскую радиоэлектронику, но далее будет рассмотрен чертеж, у которого диапазон – 1-10 МГц.

Способ № 2

Для увеличения точности можно к выходу генератора подключить частотомер или осциллограф. Тогда можно будет рассчитать искомый показатель, используя фигуры Лиссажу. Но имейте в виду, что в таких случаях кварц возбуждается, причем как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может дать значительное отклонение. Посмотрите на приведённые схемы (эту и предыдущую). Как видите, существуют разные способы искать частоту, и тут придётся экспериментировать. Главное – соблюдайте технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Данная схема позволит определить, работоспособны ли два кварцевых резистора, которые функционируют в рамках от одного до десяти МГц. Также благодаря ей можно узнать сигналы толчков, которые идут между частотами. Поэтому вы сможете не только определить работоспособность, но и подобрать кварцевые резисторы, которые наиболее подходят друг другу по своим показателям. Схема реализована с двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Чтобы проверить работоспособность, напряжение на выходе должно быть больше 1,2 В, и следует нажать на кнопку SB1. Указанный показатель соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. Зависимо от кварцевого резонатора может быть увеличено необходимое значение для проверки (можно напряжение каждую проверку повышать на 0,1А-0,2В к рекомендованному в официальной инструкции по использованию механизма). При этом выход DD1.2 будет иметь 1, а DD1.3 – 0. Также, сообщая о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогично, и о нём будет сообщать HL2. Если их запустить одновременно, то ещё будет гореть светодиод HL4.

Когда сравниваются частоты двух генераторов, то их выходные сигналы с DD1.2 и DD1.5 направляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы затем сравнить показатели. Увидеть визуально это можно с помощью мигания светодиода HL4. Для улучшения точности добавляют частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения более высокочастотного кварца нажмите на кнопку SB2. Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов будет меньше. Тогда можно уверенно сказать, что ZQ1 более высокочастотный, нежели ZQ2.

Особенности проверок

При проверке всегда:

1. Прочитайте инструкцию, которую имеет кварцевый резонатор;
2. Придерживайтесь техники безопасности.

Возможные причины выхода из строя

Существует довольно много способов вывести свой кварцевый резонатор из строя. С некоторыми самыми популярными стоит ознакомиться, чтобы в будущем избежать каких-то проблем:

1. Падения с высоты. Самая популярная причина. Помните: всегда необходимо содержать рабочее место в полном порядке и следить за своими действиями.
2. Присутствие постоянного напряжения. В целом кварцевые резонаторы не боятся его. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности включите последовательно конденсатор на 1000 мФ – этот шаг возвратит его в строй или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Решить данную проблему можно разными способами:

• Увести частоту генерации немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца. Это более сложный вариант.
• Понизить количество Вольт, что питают сам генератор. Это более лёгкий вариант.
• Проверить, вышел ли кварцевый резонатор действительно из строя. Так, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (необходимо в таком случае его качественно очистить). Также может быть, что слишком активно эксплуатировалась изоляция, и она потеряла свои свойства. Для контрольной проверки по этому пункту можно на КТ315 спаять «трехточку» и проверить осцом (одновременно можно сравнить активность).

Заключение

В статье было рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических схем, как частота кварцевого резонатора, а также их свойство. Были обговорены способы установления необходимой информации, а также возможные причины, почему они выходят из строя во время эксплуатации. Но для избегания негативных последствий всегда трудитесь с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет меньше беспокоить.

Главная особенность данного частотомера: применён высокостабильный TCXO (Термо-Компенсированный Опорный Генератор). Применение технологии TCXO, позволяет сразу, без предварительного прогрева, обеспечивать заявленную точность измерения частот. Технические характеристики частотомера FC1100-M3: параметр минимум норма максимум Диапазон измеряемых частот 1 Гц. – 1100 МГц. Дискретность отсчета частоты от 1 до 1100 МГц – 1 кГц. – Дискретность отсчета частоты от 0 до 50 МГц – 1 Гц. – Уровень входного сигнала для входа “A” (от 1 до 1100 МГц). 0,2 В.* 5 В.** Уровень входного сигнала для входа “B” (от 0 до 50 МГц). 0,6 В. 5 В. Период обновления показаний – 1 раз/сек – Тестирование кварцевых резонаторов 1 МГц – 25 МГц Напряжение питания/потребляемый ток (Mini-USB) +5В./300мА Стабильность частоты @19,2МГц, при температуре -20С…+80С 2ppm (TCXO) Отличительные особенности частотомеров линейки FC1100 в частности: Высокостабильный опорный генератор TCXO (стабильность не хуже +/-2 ppm). Заводская калибровка. Независимое одновременное измерение двух частот (Вход “A” и Вход “B”). Вход “B”: Обеспечивает дискретность измерения частоты 1 Гц. Вход “B” имеет полноценный аналоговый регулятор порога срабатывания входного компаратора (MAX999EUK), что даёт возможность измерять в том числе и зашумленные гармониками сигналы, отстраивая порог срабатывания компаратора в чистый участок периодического сигнала. Вход “A” позволяет дистанционно измерять частоту портативных УКВ радиостанций на расстоянии нескольких метров, при использовании короткой антенны. Функция быстрого тестирования кварцевых резонаторов от 1 до 25 МГц. Современный TFT цветной дисплей с экономичной подсветкой. Изготовитель не использует ненадежные электролитические конденсаторы. Вместо них применяются современные высококачественные SMD керамические конденсаторы значительных емкостей. Унифицированное питание через разъём Mini-USB (+5v). Шнур питания Mini-USB – поставляется в комплекте. Конструктив частотомера оптимизирован для встраивания в плоскую переднюю панель любого корпуса. В комплекте поставляются нейлоновые изолирующие стойки М3*8мм., для обеспечения зазора между передней панелью и печатной платой частотомера. Изготовитель гарантирует, что не используются технологии запрограммированного старения, широко распространившиеся в современной технике. Изготавливается в России. Мелкосерийное производство. Контроль качества на каждом этапе производства. При производстве используются лучшие паяльные пасты, безотмывочные флюсы и припои. С 22 ноября 2018 г. в продаже частотомер FC1100-M3. Вот его ВСЕ отличия и преимущества: Повышена стабильность работы входного компаратора, его чувствительность, линейность. Обновлена прошивка. Оптимизирована работа схемы. По многочисленным просьбам в комплект добавлен переходник SMA-BNC, позволяющий пользоваться многочисленными стандартными кабелями, в том числе и осциллографическими щупами с разъёмами BNC. Габариты печатной платы прибора FC1100-M3: 83мм*46мм. Дисплей цветной TFT LCD с подсветкой (диагональ 1,44″ = 3,65см). * Чувствительность по DataSheet MB501L (параметр “Input Signal Amplitude”: -4,4dBm = 135 мВ@50 Ом соответственно). ** Верхний предел входного сигнала ограничен мощностью рассеивания защитных диодов B5819WS (0,2 Вт*2 шт). Обратная сторона частотомера FC1100-M3 Режим измерения частоты кварца в частотомерах FC1100-M2 и FC1100-M3 Схема компаратора/формирователя входного сигнала 0…50 МГц. Схема делителя частоты входного сигнала 1…1100 МГц. Краткое описание частотомера FC1100-M3: Частотомер FC1100-M3 имеет два раздельных канала измерения частоты. Оба канала частотомера FC1100-M3 работают независимо друг от друга, и могут использоваться для измерения двух различных частот одновременно. При этом, оба значения измеренной частоты одновременно отображаются на дисплее. “Вход A” – (Тип разъёма SMA-FEMALE) Предназначен для измерения относительно высокочастотных сигналов, от 1 МГц до 1100 МГц. Нижний порог чувствительности этого входа составляет чуть менее 0,2 В., а верхний порог – ограничивается на уровне 0,5…0,6 В. защитными диодами, включенными встречно-параллельно. Нет смысла подавать на этот вход значительные напряжения, ибо напряжения, выше порога открывания защитных диодов будут ограничиваться. Примененные диоды позволяют рассеивать мощность не более 200 мВт., защищая вход микросхемы делителя MB501L. Не подключайте этот вход непосредственно к выходу передатчиков значительной мощности (более 100 мВт). Для измерения частоты источников сигнала амплитудой более 5 В., или значительной мощности – используйте внешний делитель напряжения (аттенюатор) или переходной конденсатор малой ёмкости (единицы пикофарад), включенный последовательно. При необходимости измерения частоты передатчика – обычно достаточно короткого отрезка провода в качестве антенны, включенного в разъём частотомера, и расположенного на небольшом расстоянии от антенны передатчика или можно использовать подходящую антенну “резинка” от портативных радиостанций, подключенную к разъёму SMA. “Вход B” – (Тип разъёма SMA-FEMALE) Предназначен для измерения относительно низкочастотных сигналов, от 1 Гц до 50 МГц. Нижний порог чувствительности этого входа ниже, чем у “Входа A”, и составляет 0,6 В., а верхний порог – ограничивается защитными диодами на уровне 5 В. При необходимости измерения частоты сигналов, амплитудой более 5 В., используйте внешний делитель напряжения (аттенюатор). На этом входе использован высокоскоростной компаратор MAX999. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход компаратора, и сюда же подключен резистор R42, увеличивающий аппаратный гистерезис компаратора MAX999 до уровня 0,6 В. На инвертирующий вход компаратора MAX999, с переменного резистора R35, подается напряжение смещения, задающее уровень срабатывания компаратора. При измерении частоты зашумленных сигналов, необходимо вращением ручки переменного резистора R35 – добиться устойчивых показаний частотомера. Наибольшая чувствительность частотомера реализуется в среднем положении ручки переменного резистора R35. Вращение против часовой стрелки – снижает, а по часовой стрелке – увеличивает пороговое напряжение срабатывания компаратора, позволяя сдвигать порог срабатывания компаратора на незашумленный участок измеряемого сигнала. Кнопкой “Управление”, осуществляется переключение между режимом измерения частоты “Вход B” и режимом тестирования кварцевых резонаторов. В режиме тестирования кварцевых резонаторов, к крайним контактам панели “Кварц Тест” – необходимо подключить тестируемый кварцевый резонатор, с частотой от 1 МГц до 25 МГц. Средний контакт этой панели – можно не подключать, он соединён с “общим” проводом прибора. Обратите внимание, что в режиме тестирования кварцевых резонаторов, при отсутствии тестируемого кварца в панели, наблюдается постоянная генерация на относительной высокой частоте (от 35 до 50 МГц). Также, следует заметить, что при подключении исследуемого кварцевого резонатора, частота генерации будет несколько выше его типовой частоты (в пределах единиц килогерц). Это определяется параллельным режимом возбуждения кварцевого резонатора. Режим тестирования кварцевых резонаторов с успехом можно использовать для подбора одинаковых кварцевых резонаторов для лестничных многокристальных кварцевых фильтров. При этом, основной критерий подбора кварцевых резонаторов – максимально близкая частота генерации подбираемых кварцев. Разъёмы, применяемые в частотомере FC1100-M3: Источник питания для Частотомера FC1100-M3: Частотомер FC1100-M3 оборудован стандартным разъёмом Mini-USB с напряжением питания +5,0 Вольт. Потребляемый ток (не более 300 мА) – обеспечивает совместимость с большинством источников питания напряжения USB. В комплекте имеется кабель “Mini-USB” “USB A”, который позволяет питать частотомер от любого устройства, обладающего таким разъёмом (Персональный Компьютер, Ноутбук, USB-HUB, Блок Питания USB, Сетевое Зарядное Устройство USB) и так далее. Для автономного питания Частотомера FC1100-M3 – оптимально подходят широко-распространенные батареи “Power Bank”, со встроенными Литий-Полимерными аккумуляторами, используемые обычно для питания аппаратуры, обладающей разъёмами USB. В этом случае, помимо явного удобства, бонусом вы получаете гальваническую развязку от сети и/или питающего устройства, что немаловажно.

Как проверить кварцевый осциллятор с помощью осциллографа – знания

Вибрацию следует проверять не непосредственно на кристалле, а на датчике, который также хорошо работает. Однако можно разместить зонд с высоким импедансом рядом с кристаллами генератора и регистрировать вибрации, фактически не касаясь зонда цепи. Нагрузка влияет на частоту и в некоторых случаях прекращает подачу питания, но не в других.

КогдаКварцевый генератор SMD TCXOцепь проверяется с помощью щупа осциллографа, форма волны может быть сильно искажена, а генераторы могут перестать вибрировать. В сочетании с осциллографами частотомер или спектральный анализатор могут обнаруживать большую часть частотного и счетного спектра анализатора на вызывающем абоненте, но не на кристаллах.

Обнаружение цепи генератора требует особой осторожности, поскольку она очень чувствительна к емкости. При выборе пробника генератора для тестирования необходимо учитывать два основных фактора: тестовые характеристики схемы, а также частоту и спектр счетчика. Зонд может серьезно повредить кристалл и схему кристалла из-за дополнительной нагрузки на испытуемые образцы.

Если вы используете оптический прицел с щупом x10, щуп x1 останавливает генератор намного быстрее, чем если бы вы просто его использовали. Датчики X10 обычно хорошо работают с кристаллическими штырями, но при использовании с осциллографом без датчиков X1 они могут серьезно повредить кристаллический круг.

Если частота кристалла выше 8 МГц, измеритель должен иметь диапазон, в котором он может проверять частоту. Чувствительность сигналов G можно измерить, позволив генератору стабилизироваться, а затем измерив частоты.

Режим программирования (также известный как режим настройки) может быть реализован путем ввода частоты смещения путем перепрограммирования счетчика и измерения частоты VFO, чтобы можно было отобразить фактическую рабочую частоту. Существует два типа режимов программирования: режим программирования и режим настройки, которые реализуются по-разному.

Если к кристаллу добавляется емкостная нагрузка (CL), уравнение 1-3 приводит к сдвигу частоты. Вместе с C1 и C2 кристалл образует полосовой фильтр Pi, который обеспечивает резонансную частоту для кристаллов.

Частотомер Crystal Tester слишком мал, когда дело касается основной частоты кристалла и его резонансной частоты. Тестер выдает гармоники, потому что кристаллы обертона колеблются на своих основных частотах в отсутствие настроенного контура. Чтобы решить эту проблему, я разработал простой проект, в котором используется несколько компонентов.

Если у вас есть Arduino Uno и вы думаете, что кристаллы генератора плохие, то это очень легко проверить с помощью осциллографа. Вы можете использовать такой проект с микроконтроллером на основе тестера кристалла или сделать это самостоятельно, измерив кристалл генератора зрительной трубкой.

Теперь используйте щуп осциллографа с выносным пружинным крючком, чтобы коснуться паяльной площадки на стартовой стороне вашего кристалла. Повесьте зонд на одну ножку кристалла и поместите его на одну из двух ножек.

Вы можете видеть, что генератор выдает синусоидальную волну, которая должна исходить от кристалла 6,925 МГц. Также можно увидеть, как возникают некоторые гармоники в так называемом фиолетовом БПФ.

Если настроить схему с переменным конденсатором, можно увидеть изменение синусоидальной волны по амплитуде и форме. Если сопротивление находится в параллелях кристалла, и вы не можете увидеть красивую прямоугольную волну, тогда вам нужно прицеливаться с помощью имеющихся прицелов.

Используйте датчик x10 и проверьте форму сигнала на выводах RA6 и OSC2 с помощью датчика на нижнем зажиме (Vss). Если у вас дифференциальный пробник с высоким импедансом, вы можете остановить генератор в любой точке цепи.

Этот гаджет станет отличным тестером кристаллов с барахолки, особенно если вы добавите буферный усилитель в качестве опции. Я использовал простой детектор сигналов, который использует светодиоды в качестве визуальных индикаторов, но у меня есть несколько других вариантов использования с дифференциальным пробником с высоким импедансом. Используйте приведенные ниже, чтобы найти и использовать эту опцию, или используйте другую, подобную этой для OSC2.

Правильная настройка кристалла важна, и вы можете подключить выход схемы тестера кристалла, чтобы определить точную частоту для каждого кристалла. Кристаллы частоты используются для определения частоты каждого канала, но в этом видео я собрал простую схему для подсчета частот от 1 до 50 МГц. Радиосистема будет работать до 14 июня 2019 года или вообще не будет работать до конца июня 2019 года.

Частотомер APM должен иметь частоту 1 – 50 МГц и кристалл сверху. Усилитель вибрирует на частотах кристаллов, а схема тестера кристаллов действует как усилитель для колебания частот кристаллов. Он поддерживает частотный диапазон от 0 до 100 МГц и до 1,5 кГц, максимум 10 кГц.

Проверка кварца на работоспособность. Тестер кварцевых резонаторов. Возможные причины выхода из строя

Предлагаем к рассмотрению очередное устройство, которое было сделано несколько дней назад. Это тестер кварцевых резонаторов для проверки эффективности (работоспособности) кварцев, используемых во многих приборах, хотя бы в электронных часах. Вся система предельно простая, но именно эта простота и требовалась.

Тестер состоит из нескольких электронных компонентов:

• 2 транзисторы NPN BC547C
• 2 конденсаторы 10nF
• 2 конденсаторы 220pF
• 2 резисторы 1к
• 1 резистор 3k3
• 1 резистор 47k
• 1 светодиод

Питание от 6 батареек AA 1.5 В (или Кроны). Корпус изготовлен из коробочки от конфет и оклеен цветной лентой.

Принципиальная схема тестера кварцев

Схема выглядит следующим образом:

Второй вариант схемы:

Для проверки вставляем в SN1 кварц, после чего переключаем переключатель в положение ON. Если светодиод горит ярким светом – кварцевый резонатор исправен. А если после включения светодиод не горит или горит очень слабо, значит мы имеем дело с поврежденным радиоэлементом.

Конечно эта схема скорее для начинающих, представляющая из себя простой кварцевый тестер без определения частоты колебаний. T1 и XT сформировали генератор. C1 и C2 – делитель напряжения тока для генератора. Если кварц живой, то генератор будет работать хорошо, и его выходное напряжение будет выпрямлено элементами С3, С4, D1 и D2, транзистор Т2 откроется и светодиод зажгётся. Тестер подходит для тестирования кварцев 100 кГц – 30 МГц.

Частотомер – полезный прибор в лаборатории радиолюбителя (особенно, при отсутствии осциллографа). Кроме частотомера лично мне часто недоставало тестера кварцевых резонаторов – слишком много стало приходить брака из Китая. Не раз случалось такое, что собираешь устройство, программируешь микроконтроллер, записываешь фьюзы, чтобы он тактировался от внешнего кварца и всё – после записи фьюзов программатор перестаёт видеть МК. Причина – “битый” кварц, реже – “глючный” микроконтроллер (или заботливо перемаркированый китайцами с добавлением, например, буквы “А” на конце). И таких неисправных кварцев мне попадалось до 5% из партии. Кстати, достаточно известный китайский набор частотомера с тестером кварцев на PIC-микроконтроллере и светодиодном дисплее с Алиэкспресса мне категорически не понравился, т. к. часто вместо частоты показывал то ли погоду в Зимбабве, то ли частоты “неинтересных” гармоник (ну или это мне не повезло).

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.

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.

Нет в наличии

Сообщить

о поступлении на склад

В избранное

Набор компонентов для сборки частотомера с функцией тестера кварцевых резонаторов.

Простой и недорогой, разработанный на базе PIC микроконтроллера с возможностью учитывать при измерениях частотный сдвиг супергетеродинных приемников с пятизначным светодиодным индикатором, удобный и интуитивно понятный.

Функции

• Разрешение дисплея автоматически переключается, чтобы обеспечить максимальную точность считывания значения при 5-тизначном индикаторе.
  Так же автоматически изменяется длительность измерения (gate time) в течение которого происходит подсчет импульсов на входе
• Если частотомер используется для измерений в коротковолновых приемниках или передатчиках вам может потребоваться добавить или вычесть значение частотного сдвига из измеряемой частоты. Частота смещения во многих случаях равна промежуточной частоте, поскольку частотомер обычно подключается к генератору переменной частоты приемника.
• Для измерения частоты генерации кварца просто подключите его к разъему с названием «Испытываемый кварц»

Дополнительная информация

Основные возможности:

Диапазон измерения частоты: 1 Гц – 50 МГц

Измерение кварцев общего применения в частотой генерации в диапазоне: 1МГц – 50 МГц

Автоматическое переключение диапазонов

Программируемые настройки прибавляемой и вычитаемой величины частотного сдвига при настройках и измерениях в УКВ приемниках и передатчиках.

Максимальное входное напряжение 5 Вольт

Режим энергосбережения при питании от автономного источника тока

Возможно использование 5В от USB интерфейса

Минимальное количество компонентов, простая сборка и настройка

Вопросы и ответы

• Здравствуйте, могу ли я заказать этот товар в количестве 1 штуки?
  • Да, конечно можете!
• Здравствуйте. Какой интервал напряжений измеряемой частоты допустим на входе в режиме частотомера?
  • Уровень ТТL логики, до 5 Вольт
• привет. ккаое максимальное входное напряжение у этого частотомера?
• Здравствуйте, когда поступит в продажу данный конструктор, в частности, в магазин Чип и Дип?
  • Добрый день! Товар сейчас в стадии приемки на склад готовой продукции, думаю в течение недели он будет доступен для заказа через наш интернет-магазин. По поводу Чипа и Дипа – этот вопрос надо задать непосредственно им.
• Доброго времени суток! Подскажите в чем дело. Частотомер все время показывает одно и тоже число. 65.370
  • Первый раз слышим о такой проблеме. при правильной сборке устройство начинает работать сразу и не требует настройки. Смотрите монтаж и правильность установки всех компонентов. Номинал постоянный резисторов перед установкой необходимо контролировать мультиметром.

Главная особенность данного частотомера: применён высокостабильный TCXO (Термо-Компенсированный Опорный Генератор). Применение технологии TCXO, позволяет сразу, без предварительного прогрева, обеспечивать заявленную точность измерения частот. Технические характеристики частотомера FC1100-M3: параметр минимум норма максимум Диапазон измеряемых частот 1 Гц. – 1100 МГц. Дискретность отсчета частоты от 1 до 1100 МГц – 1 кГц. – Дискретность отсчета частоты от 0 до 50 МГц – 1 Гц. – Уровень входного сигнала для входа “A” (от 1 до 1100 МГц). 0,2 В.* 5 В.** Уровень входного сигнала для входа “B” (от 0 до 50 МГц). 0,6 В. 5 В. Период обновления показаний – 1 раз/сек – Тестирование кварцевых резонаторов 1 МГц – 25 МГц Напряжение питания/потребляемый ток (Mini-USB) +5В./300мА Стабильность частоты @19,2МГц, при температуре -20С…+80С 2ppm (TCXO) Отличительные особенности частотомеров линейки FC1100 в частности: Высокостабильный опорный генератор TCXO (стабильность не хуже +/-2 ppm). Заводская калибровка. Независимое одновременное измерение двух частот (Вход “A” и Вход “B”). Вход “B”: Обеспечивает дискретность измерения частоты 1 Гц. Вход “B” имеет полноценный аналоговый регулятор порога срабатывания входного компаратора (MAX999EUK), что даёт возможность измерять в том числе и зашумленные гармониками сигналы, отстраивая порог срабатывания компаратора в чистый участок периодического сигнала. Вход “A” позволяет дистанционно измерять частоту портативных УКВ радиостанций на расстоянии нескольких метров, при использовании короткой антенны. Функция быстрого тестирования кварцевых резонаторов от 1 до 25 МГц. Современный TFT цветной дисплей с экономичной подсветкой. Изготовитель не использует ненадежные электролитические конденсаторы. Вместо них применяются современные высококачественные SMD керамические конденсаторы значительных емкостей. Унифицированное питание через разъём Mini-USB (+5v). Шнур питания Mini-USB – поставляется в комплекте. Конструктив частотомера оптимизирован для встраивания в плоскую переднюю панель любого корпуса. В комплекте поставляются нейлоновые изолирующие стойки М3*8мм., для обеспечения зазора между передней панелью и печатной платой частотомера. Изготовитель гарантирует, что не используются технологии запрограммированного старения, широко распространившиеся в современной технике. Изготавливается в России. Мелкосерийное производство. Контроль качества на каждом этапе производства. При производстве используются лучшие паяльные пасты, безотмывочные флюсы и припои. С 22 ноября 2018 г. в продаже частотомер FC1100-M3. Вот его ВСЕ отличия и преимущества: Повышена стабильность работы входного компаратора, его чувствительность, линейность. Обновлена прошивка. Оптимизирована работа схемы. По многочисленным просьбам в комплект добавлен переходник SMA-BNC, позволяющий пользоваться многочисленными стандартными кабелями, в том числе и осциллографическими щупами с разъёмами BNC. Габариты печатной платы прибора FC1100-M3: 83мм*46мм. Дисплей цветной TFT LCD с подсветкой (диагональ 1,44″ = 3,65см). * Чувствительность по DataSheet MB501L (параметр “Input Signal Amplitude”: -4,4dBm = 135 мВ@50 Ом соответственно). ** Верхний предел входного сигнала ограничен мощностью рассеивания защитных диодов B5819WS (0,2 Вт*2 шт). Обратная сторона частотомера FC1100-M3 Режим измерения частоты кварца в частотомерах FC1100-M2 и FC1100-M3 Схема компаратора/формирователя входного сигнала 0…50 МГц. Схема делителя частоты входного сигнала 1…1100 МГц. Краткое описание частотомера FC1100-M3: Частотомер FC1100-M3 имеет два раздельных канала измерения частоты. Оба канала частотомера FC1100-M3 работают независимо друг от друга, и могут использоваться для измерения двух различных частот одновременно. При этом, оба значения измеренной частоты одновременно отображаются на дисплее. “Вход A” – (Тип разъёма SMA-FEMALE) Предназначен для измерения относительно высокочастотных сигналов, от 1 МГц до 1100 МГц. Нижний порог чувствительности этого входа составляет чуть менее 0,2 В., а верхний порог – ограничивается на уровне 0,5…0,6 В. защитными диодами, включенными встречно-параллельно. Нет смысла подавать на этот вход значительные напряжения, ибо напряжения, выше порога открывания защитных диодов будут ограничиваться. Примененные диоды позволяют рассеивать мощность не более 200 мВт., защищая вход микросхемы делителя MB501L. Не подключайте этот вход непосредственно к выходу передатчиков значительной мощности (более 100 мВт). Для измерения частоты источников сигнала амплитудой более 5 В., или значительной мощности – используйте внешний делитель напряжения (аттенюатор) или переходной конденсатор малой ёмкости (единицы пикофарад), включенный последовательно. При необходимости измерения частоты передатчика – обычно достаточно короткого отрезка провода в качестве антенны, включенного в разъём частотомера, и расположенного на небольшом расстоянии от антенны передатчика или можно использовать подходящую антенну “резинка” от портативных радиостанций, подключенную к разъёму SMA. “Вход B” – (Тип разъёма SMA-FEMALE) Предназначен для измерения относительно низкочастотных сигналов, от 1 Гц до 50 МГц. Нижний порог чувствительности этого входа ниже, чем у “Входа A”, и составляет 0,6 В., а верхний порог – ограничивается защитными диодами на уровне 5 В. При необходимости измерения частоты сигналов, амплитудой более 5 В., используйте внешний делитель напряжения (аттенюатор). На этом входе использован высокоскоростной компаратор MAX999. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход компаратора, и сюда же подключен резистор R42, увеличивающий аппаратный гистерезис компаратора MAX999 до уровня 0,6 В. На инвертирующий вход компаратора MAX999, с переменного резистора R35, подается напряжение смещения, задающее уровень срабатывания компаратора. При измерении частоты зашумленных сигналов, необходимо вращением ручки переменного резистора R35 – добиться устойчивых показаний частотомера. Наибольшая чувствительность частотомера реализуется в среднем положении ручки переменного резистора R35. Вращение против часовой стрелки – снижает, а по часовой стрелке – увеличивает пороговое напряжение срабатывания компаратора, позволяя сдвигать порог срабатывания компаратора на незашумленный участок измеряемого сигнала. Кнопкой “Управление”, осуществляется переключение между режимом измерения частоты “Вход B” и режимом тестирования кварцевых резонаторов. В режиме тестирования кварцевых резонаторов, к крайним контактам панели “Кварц Тест” – необходимо подключить тестируемый кварцевый резонатор, с частотой от 1 МГц до 25 МГц. Средний контакт этой панели – можно не подключать, он соединён с “общим” проводом прибора. Обратите внимание, что в режиме тестирования кварцевых резонаторов, при отсутствии тестируемого кварца в панели, наблюдается постоянная генерация на относительной высокой частоте (от 35 до 50 МГц). Также, следует заметить, что при подключении исследуемого кварцевого резонатора, частота генерации будет несколько выше его типовой частоты (в пределах единиц килогерц). Это определяется параллельным режимом возбуждения кварцевого резонатора. Режим тестирования кварцевых резонаторов с успехом можно использовать для подбора одинаковых кварцевых резонаторов для лестничных многокристальных кварцевых фильтров. При этом, основной критерий подбора кварцевых резонаторов – максимально близкая частота генерации подбираемых кварцев. Разъёмы, применяемые в частотомере FC1100-M3: Источник питания для Частотомера FC1100-M3: Частотомер FC1100-M3 оборудован стандартным разъёмом Mini-USB с напряжением питания +5,0 Вольт. Потребляемый ток (не более 300 мА) – обеспечивает совместимость с большинством источников питания напряжения USB. В комплекте имеется кабель “Mini-USB” “USB A”, который позволяет питать частотомер от любого устройства, обладающего таким разъёмом (Персональный Компьютер, Ноутбук, USB-HUB, Блок Питания USB, Сетевое Зарядное Устройство USB) и так далее. Для автономного питания Частотомера FC1100-M3 – оптимально подходят широко-распространенные батареи “Power Bank”, со встроенными Литий-Полимерными аккумуляторами, используемые обычно для питания аппаратуры, обладающей разъёмами USB. В этом случае, помимо явного удобства, бонусом вы получаете гальваническую развязку от сети и/или питающего устройства, что немаловажно.

Измерение тактовой частоты и частоты генератора

Тактовая частота может относиться к генератору, который был разработан для обеспечения тактового сигнала для облегчения работы одного или нескольких синхронных процессоров. Напротив, для асинхронной операции не требуются часы, потому что каждый шаг запускается после завершения предыдущего шага. Потенциально это быстрее, чем синхронная операция, потому что нет узкого места, вызванного устройством синхронизации. Но повышенная сложность дизайна является проблемой. Несмотря на надежды на будущее, асинхронная работа в настоящее время широко не используется, поэтому часы остаются необходимым компонентом.

Основной генератор в цифровых схемах построен на резонансном контуре LC или RC, который в различных конфигурациях связан с усилителем, выходящим за пределы его линейного диапазона. Этот тип генератора имеет ограниченную стабильность частоты при различных нагрузках и колебаниях напряжения питания. Температурное старение и старение компонентов также вызывают дрейф частоты. Поэтому в большинстве цифровых приложений, таких как синхронизация микропроцессора, используется кварцевый генератор.

Точно обработанный кристалл кварца заменяет контур резервуара LC или RC в различных типах генераторов.Поскольку кристалл кварца является компонентом, определяющим частоту, высокая степень стабильности частоты сохраняется независимо от температуры, старения компонентов и других переменных.

Подойдут и другие кристаллы, но обычно используется кварц, поскольку он достаточно прочен, чтобы противостоять разрушению при длительной вибрации. Кроме того, кварц легко измельчать, а сырье легко доступно.

Тонкая пластина из кристалла кварца при приложении напряжения проявляет пьезоэлектрический эффект.Он колеблется с частотой, определяемой размерами кварцевой плиты. Вибрации, в свою очередь, создают колебательное напряжение, которое выводится через клеммы, подключенные к противоположным сторонам кристалла. Частота обратно пропорциональна толщине кристалла, измеренной между двумя точно отшлифованными и металлизированными сторонами.

Кварцевый кристалл эквивалентен одновременным параллельным и последовательным резонансным контурам, поэтому связанные реактивные устройства настраивают генератор на выход одного или другого (не обоих), в результате чего он становится высокостабильным и надежным источником частоты.Добротность, мера спектральной чистоты, может достигать 200000 по сравнению с обычным ЖК-генератором с добротностью менее 1000.

Типовая эквивалентная схема для кристалла кварца. Микропроцессоры

обычно имеют два вывода генератора, обозначенные на схеме Osc 1 и Osc 2. Они являются входами от кварцевого генератора, который синтезирует непрерывный поток прямоугольных импульсов.

При измерении кварцевых генераторов следует помнить о нескольких эффектах.Кристаллы имеют эквивалентную схему, состоящую из параллельной цепи RLC с отдельной емкостью (полученной из металлического корпуса). Следует отметить, что измерительные пробники, используемые с осциллографами, обычно имеют некоторую параллельную емкость. Таким образом, размещение зонда осциллографа поперек кристалла вносит некоторую дополнительную емкость.

Эта дополнительная емкость может быть проблематичной. В некоторых случаях этого может быть достаточно, чтобы увеличить частоту колебаний кристалла на несколько сотен частей на миллион.(Вкратце: генераторы и другие устройства управления частотой указывают изменение частоты в частях на миллион (ppm). Соотношение Δ f = ( f × PPM) / 10 ⁶ . Здесь PPM – это пиковое изменение (выраженное как ±), f – центральная частота (в Гц), а Δ f – пиковое изменение частоты (в Гц). Например, 100 ppm 100 МГц представляет изменение частоты ( Δ f ) 10 кГц, поэтому максимальная и минимальная частоты равны 100.01 и 99,99 МГц соответственно.)

Поставщик кристаллов ECS Inc. предоставляет эти данные, чтобы показать, как частота колебаний его кристаллов обычно изменяется при емкостной нагрузке.

В схемах простого кварцевого генератора емкостной нагрузки от зонда осциллографа может быть даже достаточно, чтобы предотвратить колебания кристалла. Один из способов минимизировать такие трудности – использовать пробник с малой емкостью. Например, Tektronix производит пробник под названием TPP1000, который предназначен для использования с его оптическим прицелом MDO3000, в котором их всего 3.Емкостная нагрузка 9 пФ. Подобные датчики доступны и для других прицелов Tek.

Современные высокопроизводительные цифровые устройства могут выполнять измерения в циклах сигналов, полученных за один захват. К сожалению, ограничения памяти часто вынуждают их захватывать только небольшой временной интервал сигнала (обычно до 1 мс) при максимальной частоте дискретизации. Это существенно ограничивает точность измерения. Основная цель временной развертки осциллографа – низкий джиттер, поэтому осциллографы не обладают хорошей стабильностью частоты.Ситуацию можно исправить, используя стабильный внешний эталон, такой как рубидиевая временная развертка, стабильная до 1 ppb (частей на миллиард), или, что еще лучше, источник времени с привязкой к GPS с хорошей точностью до 0,1 ppb.

Также следует отметить, что осциллографы измеряют частоту для каждого периода входного сигнала. В зависимости от настроек осциллографа прибор может усреднять результаты по нескольким захватам или по всем периодам сигнала в рамках одного захвата. Проблема в том, что на измерение частоты за один период дискретизации могут влиять джиттер периода сигнала и внутренний шум осциллографа, что приводит к изменению результатов на тысячи частей на миллион.Сбор тысяч образцов и усреднение значительно снижает ошибку. Но в ситуациях, требующих сверхточного измерения частоты, предпочтительным средством получения точности на уровне миллионных долей является использование частотомера.

В современных частотомерах для подсчета частоты используется метод, называемый обратным счетом. С помощью этого метода, ворота (измерение) времени синхронно с входным сигналом, так что погрешность измерения ограничивается одним опорного тактового цикла. Для лучшего разрешения опорная частота умножается.Основное преимущество этого подхода заключается в том, что разрешение не зависит от входной частоты.

Типичное соединение для измерения частотомера.

Существуют дополнительные методы, которые дополнительно повышают разрешающую способность измерения за счет отметки времени начала и остановки фронтов входного сигнала. Это позволяет определить, когда эти события происходят в пределах эталонного тактового цикла. Современные частотомеры могут достигать разрешения 20 пс или выше.

Поскольку нагрузка на схему генератора может повлиять на измерения частоты, необходимо подумать о подключении тестируемого сигнала к частотомеру.Обычной практикой является использование коаксиального кабеля 50 Ом, при условии, что на входе прибора 50 Ом, подключенном к испытательной цепи через резистор (часто 1 кОм), предназначенный для изоляции ИУ от внешней нагрузки. Эта схема измерения (с сопротивлением 1 кОм) имеет коэффициент затухания 21: 1.

Как проверить кристалл с помощью тестера, чекера и осциллографа

Простые способы проверки Кристалл с тестером или шашкой

A Кристалл и маркировка местоположения

Тестировать кристалл тестером или шашкой.Кварцевые генераторы используются для генерации точного и стабильного радио. частоты и встречаются в большом количестве электронного оборудования такие как компьютеры (материнская плата и монитор), телевизор, Телекоммуникационные системы (мобильный телефон) и др. Функция чтобы частота часов не смещалась. Если сигнал от этого часы перестают вырабатывать частоту, или они слабы, или импульсы начинают меняться или изменяться, электронное оборудование может показать временные проблемы или может остановиться все вместе.

Кристаллы в компьютере Материнская плата

Контакты микропроцессора, удерживающие кварцевый генератор обычно называют OSC IN и OSC OUT и частота указана на кристалле. Расположение кристаллы были помечены как XTAL или X. Некоторые примеры кристаллов частота генератора составляет 4 мегагерца, 8 МГц, 16 МГц и т. д. на.

Я испытал довольно много поломок кристалла монитора компьютера, вызывающих Экранное меню (OSD) исчезнет с экрана.Некоторые на Экран дисплея даже отсутствует половина дисплея, а также неустойчивый. Замена только кристалла решает проблему экранного меню монитора. А ослабление кристаллического соединения на материнской плате компьютера может вызвать система “зависает” после некоторого времени работы.

кристаллов вполне хрупкие компоненты из-за их конструкции и дизайна. В отличие от резистора или конденсатора, если вы уроните его на землю с приличной высоты, будет 50-50 шансов, что он будет работать очередной раз.

Хотя кристалл не вышел из строя легко, как резистор или конденсатор, это важно для специалист по ремонту электроники, чтобы знать, как проверить кристалл.

Кристалл и его отметка местоположения в мониторе компьютера

Тестирование кристалла не ветерок тоже. Вы не можете просто достать свой верный глюкометр и проверить кристалл в нем.Фактически, есть три метода проверить кристалл: –

Использование осциллографа – кристалл Генератор генерирует синусоидальную волну при возбуждении. Это уместно затем, чтобы увидеть форму волны, представляющую синусоидальную волну на часах булавки. Если часы не работают должным образом, замените кристалл. Проверьте кристалл при включенном питании. Обычно микропроцессоры обычно очень надежный, но не в этом случае Compaq MV720 Монитор.

Монитор пришел без высокого симптом напряжения.Используя прицел, чтобы проверить обнаруженный кристалл очень нестабильная форма сигнала, и замена микропроцессора решила нет проблем с высоким напряжением, и форма волны кристалла показывает идеальную синусоидальная волна.

кварцевый генератор синусоида

Второй метод – использовать частоту счетчик для проверки частоты кварцевого генератора. В измерения должны выполняться при включенном питании оборудования.Положите щуп измерителя или частотомера к контакту кристалла и считайте измерение. Убедитесь, что на вашем частотомере есть диапазон, который выше частоты кристалла, на котором вы находитесь проверка.

Если кристалл 8 МГц, то ваш измеритель должен иметь диапазон, чтобы можно было проверить эту частоту. Предполагая, что показание кристалла составляет 2,5 МГц, вы знаете, что кристалл не функционирует должным образом и его необходимо заменить.Обычный цифровой мультиметр обычно имеет небольшой диапазон для проверки частота. Однако цифровой счетчик (бренд Greenlee), которым я пользуюсь использование может измерять до 24 МГц. Вы можете прочитать спецификацию вашего глюкометра и посмотрите, насколько велик диапазон является.

Частотомер в цифровой мультиметр

Кварцевый генератор и микропроцессор (ЦП) на материнской плате

Третий метод – использовать Кристалл. Checker – этим способом; обычно кристалл помещается в цепь обратной связи транзисторного генератора.Если он колеблется и светодиод горит, это означает, что кристалл функционирует. Если кристалл не работает, светодиод погаснет. Вместо светодиода в качестве индикатора используется другой дорогой кристалл. Checker использует приборную панель, чтобы указать, функционирует или нет. Если вы ищете информацию о кристаллах на в Интернете вы найдете несколько веб-сайтов, на которых можно найти советы о том, как проверить кристалл, а также как его построить.

---

Осциллятор

– Как проверить кварцевый резонатор на плате?

Как я вижу, ответа не последовало.Позвольте предложить другой ответ.

Большинство современных микросхем используют так называемый осциллятор Пирса для генерации стабильных часов с использованием кристаллов. Вот конфигурация главной схемы:

Как видно, схема не симметрична: правая сторона – это выход какого-то драйвера (обычно обозначается как XO), а левая сторона – вход на инвертирующий усилитель (обычно обозначаемый как XI). Поэтому относительно безопасно исследовать конец XO (выходной), при условии, что зонд имеет относительно высокий импеданс.Подойдет обычный пассивный пробник 1:10 с входным сопротивлением 1 МОм. На практике выходной драйвер в усилителе схемы сделан намеренно слабым, как правило, с нагрузочной способностью не более 1 мА, чтобы предотвратить перегрузку Xtal, но 1 мА должно быть достаточно для управления пробником осциллографа 1M.

Емкость наконечника пробника может сместить частоту колебаний на 20-50 ppm, так как это изменит настройку цепи (Xtal нагрузка, C1 последовательно с C2). Однако нагрузка датчика на XO не должна нарушать колебания, за исключением случаев, когда вся схема является слишком маргинальной и не соответствует критериям стабильности (отрицательное сопротивление усилителя должно быть в 3-5 раз больше, чем Xtal ESR).Если датчик делает это, считайте тест Xtal неудачным.

Никогда не следует пробовать вход XI, может быть, только датчиком 100 МОм, и только из любопытства. Причина не в емкости наконечника (2-8-12 пФ или что-то еще), а в появлении сдвига постоянного тока на выводе XI из-за конечного сопротивления зонда. Генератор Пирса является очень тонкой нелинейной схемой и имеет очень важную составляющую обратной связи по постоянному току R1, которая эффективно регулирует входной уровень постоянного тока до точки максимального усиления, обычно примерно на полпути от земли до Vcc.Компонент R1 обычно составляет 1 МОм и выше, и колебания центрируются в автоматически выбранной точке постоянного тока. При подключении пробника даже на 10 МОм эта точка смещается вниз, усиление падает, а колебания затухают.

И, конечно же, лучший способ проверить колебания – не трогать его щупами, а иметь внутренний буфер с выходом на какой-то другой тестовый пин GPIO.

Как проверить кристаллы кварца, найденные в часах

Эта статья, я думаю, будет очень интересна для тех из нас, кто хочет протестировать эти особые крошечные обычные кварцевые кристаллы, которые используются во всех современных электронных часах и во всех видах таймеров.Особенно, если у вас есть пара таких, как я, и вы хотите узнать, работают ли они еще. И мы также находим эти кристаллы на всех материнских платах ПК для работы часов реального времени (на борту чипа RTC). К сожалению, большинство схем могут без проблем тестировать только более крупные кристаллы кварца, но не работают с кристаллами, которые используются в современных часах. Колебательная энергия, исходящая от этих меньших часовых кристаллов, слишком мала для большинства схем, чтобы генерировать заметный осциллирующий синусоидальный сигнал на выходе.

Итак, выше на eBay и многих других интернет-сайтах, продаваемых тестером кристаллов кварца, не удалось проверить эти специальные кристаллы для часов. Они могут тестировать только обычные более крупные кристаллы до примерно 50 МГц. Несмотря на то, что вышеупомянутый красивый и недорогой комплект в комплекте с программируемым процессором PIC, дисплеем и корпусом из плексигласа не может быть полезен в нашем случае.

Следовательно, другой вариант – использовать старые бывшие в употреблении часы с ЖК-дисплеем, которые все еще работают и на которых мы можем легко измерить их по контактам кристалла.Я сделал это, подключив 1,5 В постоянного тока к часам, показанным на следующих фотографиях, и измерил с помощью зонда осциллографа непосредственно на одном из обоих контактов кристалла, пока он работал. И заземление контакта моего осциллографа я только что соединил с землей входа 1,5 В постоянного тока.

Мой прицел Tektronix 2465A показал идеально колеблющийся кристалл кварца с частотой 32768 Гц.

Итак, это уже выглядит как великолепный образец для испытаний наших часовых кристаллов. Тем не менее я хотел протестировать другие схемы, чтобы увидеть, могу ли я проверить эти кристаллы другими способами, кроме как с помощью старых цифровых часов с ЖК-дисплеем.Еще потому, что часы очень крошечные и хрупкие и не подходят для замены их другими кристаллами.

Следующая фотография экрана моего осциллографа показывает идеально генерирующий синусоидальный сигнал.

На предыдущей фотографии показано, как мой прицел Tektronix исследовал колеблющийся кристалл с помощью красного провода, прикрепленного к внутреннему кварцевому стержню. Чтобы убедиться, что мой тестер кристалла часов также работает с другими частотами, кроме стандартных 32 768 кГц, эти старые часы в качестве тестового устройства могут стать проблемой, если часы не будут колебаться на других частотах.Итак, я протестировал несколько других схем на экспериментальной доске.

Вышеупомянутая схема не годилась и даже были проблемы со стандартными кристаллами кварца. (Я использовал другой тип BC547, так что это могло быть причиной того, что он не работает. Но у них обычно fT около 100 МГц, так что это не может быть).

Следующая схема на полевом транзисторе справа отлично работала с обычными кристаллами, но опять же не с нашими крошечными кристаллами для часов. Но, по крайней мере, с обычными кристаллами все заработало сразу.

И, возможно, следующая схема Пирса будет работать так же, как она используется во многих колебательных схемах микропроцессоров Xtal, но я не пробовал.Также потому, что я решил использовать тестер для часов на старой доброй CMOS IC CD4060.

Принцип всех колебательных контуров заключается в усилении, по крайней мере, с коэффициентом выше 1 с положительной обратной связью на входе нашего усилителя, чтобы он начал колебаться. Если усиление меньше, он просто отказывается колебаться. И в нашем случае с очень маленькими кристаллами кварца усиление должно быть в состоянии усилить очень маленькую энергию наших кристаллов до уровня, при котором она достигает стабильных колебаний.Для колебаний применяются следующие правила: когда усиление (усиление) A = Uout / Uin, и когда 1/3 выхода является обратной связью с входом, мы должны убедиться, что 1/3 x A = 1, чтобы началось колебание. Или, если 1/3 – коэффициент обратной связи k, нам нужно убедиться, что 1 / k> = A. Таким образом, в этом случае A будет иметь коэффициент усиления не менее 3333 или выше, чтобы компенсировать потери в цепи и поддерживать положительную обратную связь. Поскольку

энергии, исходящей от нашего кристалла, настолько малы, что нам нужен усилитель, который это компенсирует.Таким образом, начальное усиление будет намного выше в начале, прежде чем будут достигнуты стабильные колебания. А в часах это компенсируется схемой, которая вначале усиливает шум, который генерируется в крошечном кристалле, прежде чем он станет стабильным синусовым колебанием. На предыдущей фотографии был показан простой и совершенный рабочий тестер часовых кристаллов на экспериментальной доске, который можно использовать с большинством, если не со всеми этими крошечными кристаллами кварца.

В нем используется стандартная ИС CD4060 CMOS, а резисторы и конденсаторы вообще не критичны! Я использовал 2.2 МОм плюс резистор 330 кОм плюс два конденсатора 33 пФ на ножках испытуемого кварца. Но другие значения компонентов, вероятно, тоже будут работать. Все, что нужно, – это осциллограф и источник питания 5 В для питания этого маленького тестера. Все мои кристаллы кварца прошли проверку этим тестером.

И ни один из тех очень дорогих инструментов производителей часов, которые я видел в Интернете, не может проверить только кристаллы кварца, если их вынуть из плат. Как правило, они просто проверяют время полностью исправных часов и не могут проверять кристаллы.

Увидев все эти очень профессиональные инструменты по цене, которые могут себе позволить лишь немногие, я уверен, что эта удобная и простая в сборке схема для испытания кварцевых кристаллов станет отличным новым тестером для расширения нашего набора электронных инструментов. И у нас никогда не будет достаточно этих инструментов для тестирования!

Альберт ван Беммелен, Верт, Нидерланды.

Пожалуйста, поддержите, нажав на кнопки социальных сетей ниже. Ваш отзыв о публикации приветствуется. Пожалуйста, оставьте это в комментариях.

P.S- Если вам понравилось это читать, нажмите здесь , чтобы подписаться на мой блог (бесплатная подписка). Так вы никогда не пропустите ни одного поста. Вы также можете переслать ссылку на этот сайт своим друзьям и коллегам – спасибо!

Примечание: вы можете прочитать его предыдущую статью о ремонте по ссылке ниже:

https://jestineyong.com/lenovo-ideapad-330-liquid-damage-repair/

Нравится (64) Не понравилось (3)

Цифровые кварцевые часы с нуля | Эрик ван Зийст

После 20 с лишним лет программирования я хотел получить некоторое представление об электронике, которая сделала мою карьеру возможной.

Я построил основные индивидуальные логические вентили с транзисторами на макете, но для создания чего-то значимого мне требовалось множество их, поэтому я купил несколько случайную коллекцию логических микросхем на Amazon, которая познакомила меня с серией 7400 и концепцией. таблиц.

Довольно случайный набор логических микросхем 74xx CMOS

После нескольких простых проектов мне захотелось создать что-то более полезное: кварцевые часы со светодиодным дисплеем.

Практическим способом создания часов было бы подключить 7-сегментные светодиодные дисплеи к Arduino или Raspberry Pi и написать несколько строк кода для управления дисплеями.Однако для этого проекта я хотел использовать только базовые логические элементы, а не код.

Я начал с пары 7-сегментных светодиодных дисплеев. Обычно они имеют отдельные контакты для каждого светодиода и общий катод или анод. Чтобы отобразить число, вам просто нужно выяснить, какие светодиоды включить.

7-сегментный дисплей с общим катодом

Чтобы отобразить цифру 5, вы должны вывести верхние строки a, c, d, f и g. Номер 1 будет b и c. Жесткое соединение шаблона для каждого числа требует большого количества проводов и вентилей, поэтому были разработаны специализированные ИС, такие как 74HC4511, который принимает 4-битное двоичное число (например.грамм. 0101 для 5) на своих 4 входных линиях D, C, B и A, и переводит соответствующие выходные линии в высокий уровень (в данном случае a, c, d, f и g).

74HC4511: декодер 7-сегментного дисплея BCD

Этот чип поддерживает только числа от 0 до 9, но не истинную ширину его 4-битного входа. Любой двоичный вход более 9 дает пустой дисплей. Например, 1111 (15) не дает шестнадцатеричной буквы «F».

Это усеченное использование только 10 младших перестановок 4-битного двоичного числа известно как двоично-десятичное число или BCD.

Теперь, когда мы можем отображать числа от 0 до 9, используя двоично-десятичный код, мы можем подключить двоичный счетчик пульсаций ко входу 4511. Двоичный счетчик создается путем последовательного соединения нескольких триггеров, каждый из которых делит частоту входных тактовых импульсов на два.

Это работает путем подключения перевернутого выхода синхронизированного триггера D-типа обратно к его входу.

Триггер D-типа в качестве делителя частоты (www.electronics-tutorials.ws)

Последовательно соединив n из них, мы получим n -битный двоичный счетчик пульсаций.Примером может служить микросхема 74HC393, которая содержит два отдельных 4-битных счетчика пульсаций, каждый из которых ведет счет от 0 до 15.

3-битный счетчик пульсаций (www.electronics-tutorials.ws)

Однако для моего приложения мне нужен счетчик BCD, который идет до 9, а не 15, поэтому я использовал 74HC390, который можно подключить для обеспечения 2 независимых счетчиков BCD.

HC390 фактически содержит каскад деления на 2 и деления на 5, каждый со своими собственными входными тактовыми сигналами (CP0 и CP1). Подключив выход деления на 2 (Q0) к часам каскада деления на 5 (CP1), мы получаем счетчик 0–9.HC390 содержит 2 таких контура.

Чтобы первый счетчик выдавал тактовый импульс «переноса» на второй, когда он возвращается в цикле от 9 до 0, нам нужно добавить некоторую схему, которая ищет образец 1001 (десятичное 9) на выходных линиях BCD первая фишка. На самом деле нам нужно только искать 1 в строках A и D (Q0 и Q3 на HC390), поскольку 9 – единственное значение, которое соответствует этому.

Мы пропускаем эти две линии через логический элемент И (74HC08) и подключаем выход к тактовому входу второго счетчика (2CP0).Поскольку тактовый вход HC390 запускается по отрицательному фронту, тактовый импульс запускается, когда выход логического элемента И снова понижается (когда первый счетчик возвращается с 9 обратно в 0).

Схема для отображения 0–59 секунд

На данный момент у нас есть двухзначный дисплей, который ведет счет от 0–99, поэтому нам нужно добавить сигнал сброса, который ограничивает отсчет на 0–59 секунд. Для этого ищем цифру 6 (0110) на выходе BCD второго счетчика. Мы заметили, что нам нужно только И строки 2Q1 и 2Q2, поскольку 6 является первым значением, у которого два средних бита будут высокими.Мы И эти линии и подключаем выход к линии общего сброса второго счетчика (2MR), чтобы мгновенно сбросить его на 0, когда он достигнет 6.

Стоит отметить, что технически мы считаем от 0–6, а не от 0–5, но значение 6 появляется всего на несколько десятков наносекунд, пока происходит сброс, что слишком мало для того, чтобы светодиодный дисплей среагировал.

Отображение минут идентично схеме секунд, описанной выше, так как оба имеют основание 60. У нас есть еще один счетчик с двойным двоично-десятичным кодированием 74HC390, у первого из которых линия синхронизации (CP0) подключена к тому же сигналу, который управляет сбросом (2MR) секундного дисплея.Таким образом, когда секунды переходят с 59 на 0, счетчик минут увеличивается на единицу.

Дополнительные 2 логических элемента И, необходимые для переноса и сброса секции минут, берутся из той же микросхемы 74HC08 quad AND, используемой для секунд.

Отображение часов немного отличается, так как это кодировка 24, разделенная на 2 десятичных дисплея по следующим правилам:

• правый (нижний) дисплей отсчитывает от 0 до 9
• возвращается к 0 и отправляет перенос сигнал на левый дисплей
• правый счетчик снова от 0 до 9
• цикл возвращается к 0 и отправляет другой сигнал переноса на левый дисплей
• правый дисплей считает от 0 до 4
• когда объединенные дисплеи достигают 24, отправить сброс сигнал для обоих

Для левого дисплея, который считает от 0 до 2, мы используем только секцию счетчика деления на 5 с тактовым входом 2CP1, подключенным к сигналу переноса правого дисплея, идентично схемам минут и секунд.

Схема для отображения 0–23 часов

Для сброса на 24 мы видим, что 24 в BCD равно 0010–0100, что является первым значением, которое имеет высокий уровень как для 2Q2, так и для 1Q2, поэтому мы можем выполнить AND и связать результат с обоими. сбросить входы.

Чтобы вручную установить время, мы можем взять на себя тактовые сигналы на счетчиках, подключив их к кнопкам, чтобы продвигать их по одному нажатию за раз. Чтобы не усложнять, я решил имитировать интерфейс многих радиочасов 70-х и 80-х годов, которые обычно имели три кнопки: одну, которую вы удерживали, чтобы войти в режим отмены, затем одну для увеличения минут и одну для увеличения часов.

Винтаж 1980-х годов Цифровые звуковые часы Радио FM / AM

При установке времени мы должны остановить обычный сигнал часов, сбросить секундомер на 00, отключить нормальный сигнал переноса с секунд на минуты и минут на часы, чтобы вы могли зациклить счетчик минут не заставляя часовую секцию продвигаться вперед.

Для этого мы пропускаем линии ввода часов для счетчиков минут и часов через линейный мультиплексор 74HC157, который позволяет нам переключать входы часов с сигналов переноса на ручные кнопки.

Цифровой мультиплексор переключается между различными входными сигналами (Википедия)

74HC157 имеет четыре 2-строчных входа и одну линию выбора (S), которая определяет, какие из входных линий активны. Строка выбора подключена к кнопке «установить время».

Подсистема кнопки управления временем

Обратите внимание, что все сигналы инвертируются в процессе. Это связано с тем, что тактовый вход счетчиков запускается по отрицательному фронту, в то время как сигналы сброса / переноса, управляющие тактовым сигналом следующего каскада, запускаются по положительному фронту.

Кнопка «установить время» не только управляет линией выбора мультиплексора, она также подключается к линии сброса второго счетчика, обеспечивая их сброс на «00». Поскольку этот вывод сброса также управляется триггером с 59 на 60, мне понадобился логический элемент ИЛИ, чтобы соединить эти две линии. Тем не менее, поскольку это было единственное логическое ИЛИ, которое мне было нужно на плате, я не чувствовал, что стоит добавлять полностью четырехъядерный ИЛИ 74HC32. Вместо этого я использовал два диода для создания логического элемента ИЛИ, сэкономив большую часть места, которое занимала бы другая ИС.

При подключении кнопок ко входам инвертора необходимо учитывать контактный шум при нажатии или отпускании кнопки. Когда механический переключатель заставляет два металлических контакта соприкасаться, возникает очень короткий момент, в течение которого контакты «подпрыгивают», замыкая и разрывая электрическое соединение.

Это можно увидеть на логическом анализаторе или осциллографе при достаточно высокой частоте дискретизации.

Механические переключатели не замыкают и не размыкают контакты (Джек Г. Ганссл)

Если мы подключим этот сигнал прямо ко входу счетчика, одно нажатие кнопки фактически сдвинет счетчик на столько же, сколько есть дребезги.

Есть много способов смягчить это явление, будь то аппаратное обеспечение или, если используется микроконтроллер, программное обеспечение. Мы сделаем это аппаратно, используя резисторы и конденсаторы, чтобы построить фильтр нижних частот, чтобы сгладить переход сигнала.

Когда кнопка не нажата, сигнал hour_button понижается до уровня R5 . Когда она теперь нажата, конденсатор C3 начинает заряжаться через резистор R1 , в результате чего напряжение на кнопке hour_button медленно повышается.

С VCC при 3 В, R1 при 100 кОм и C3 при 100 нФ, требуется около 11 миллисекунд для повышения напряжения до 2 В (высокий логический уровень CMOS). Если в течение этого времени соединение ненадолго дергается, напряжение больше не будет резко колебаться между 0 В и 3 В, а лишь немного продлит время зарядки конденсатора. Это важно, потому что дикие колебания между рельсами вызывают цифровые колебания.

Логические уровни CMOS (Sparkfun)

При отпускании, C3 медленно разряжается через диод D1 и резистор R5 , предотвращая дребезг.

Но нас еще нет.

3,3 В CMOS определяет низкий логический уровень как любое напряжение ниже 0,8 В и любое напряжение выше 2 В как высокий логический уровень. Однако поведение между 0,8 В и 2 В не определено, и наш конденсатор заряжается в течение 11 мс, проводя много времени в этой неопределенной зоне.

Чтобы предотвратить нежелательное поведение во время этого перехода, мы пропускаем сигнал через инвертор триггера Шмитта. Триггер Шмитта применяет гистерезис к входному сигналу в неопределенной зоне, определяя его выходное состояние как предыдущее состояние.Это означает, что при повышении выше 0,8 В выходной сигнал остается низким до тех пор, пока не будет достигнуто 2 В, и наоборот при понижении.

На данный момент у нас есть почти все, кроме точного тактового сигнала. В настоящем винтажном стиле я хотел использовать для этого кристалл кварца. Кварц – это материал, который проявляет пьезоэлектричество: он генерирует электрический заряд в ответ на механическое напряжение и слегка деформируется при воздействии электрического заряда.

Это свойство можно использовать для создания схемы кварцевого генератора.Сначала подайте напряжение на кристалл и подождите, пока он деформируется, чтобы противостоять заряду. Затем, когда он полностью деформирован, удалите заряд и подождите, пока кристалл противодействует изменению, восстанавливая свою форму, после чего мы повторно применяем заряд.

Продолжительность деформации кристалла кварца напрямую зависит от его толщины, которая, в свою очередь, очень точно определяет его резонансную частоту. Таким образом можно вырезать кристаллы кварца с частотами от нескольких килогерц до сотен мегагерц.

Схема кварцевого генератора Пирса-Гейт

Механизмом изменения приложенного напряжения в конце каждой фазы часто является цифровой инвертор, который также обеспечивает усиление, необходимое для поддержания колебаний.

Я выбрал «часовой кристалл» ECS-2X6X с резонансной частотой 32 768 Гц. Поскольку 32 768 равно 2¹⁵, мы можем пропустить сигнал через 15-ступенчатый делитель частоты, чтобы получить точную тактовую частоту 1 Гц.

Часовой кристалл 32,768 Гц, подключенный к комбинированному генератору 74HC4060 и 14-ступенчатому счетчику пульсаций

74HC4060 – это комбинированный инвертор генератора и 14-ступенчатый счетчик пульсаций, который должен выдавать точный сигнал 2 Гц. Мы добавляем дополнительный одиночный триггер (74HC74), чтобы обеспечить последнее 15-е деление до 1 Гц.

Логический анализатор показывает очень точный тактовый сигнал после 14 делений.

После установки всех этих компонентов мы, наконец, смогли подключить все к макетной плате для тестовой поездки.

Упрощенные схемы приборов для проверки кварца. Как проверить кварцевый резонатор? Проверка кварцевых резонаторов

Колебанию отводится одна из самых важных ролей в современном мире. Итак, есть даже так называемая теория струн, которая утверждает, что все вокруг нас – это просто волны.Но есть и другие варианты использования этих знаний, и один из них – кварцевый резонатор. Так уж получилось, что периодически выходит из строя любое оборудование, и они не исключение. Как сделать так, чтобы после негативного инцидента он по-прежнему работал должным образом?

Скажем несколько слов о кварцевом резонаторе

Кварцевым резонатором называют аналог колебательного контура, основанный на индуктивности и емкости. Но между ними есть разница в пользу первого. Как известно, для характеристики колебательного контура используется понятие добротности.В резонаторе на основе кварца он достигает очень высоких значений – в диапазоне 10 5 -10 7. Кроме того, он более эффективен для всей цепи при изменении температуры, что приводит к увеличению срока службы деталей. такие как конденсаторы. Обозначение кварцевых резонаторов на схеме выполнено в виде вертикально расположенного прямоугольника, который с двух сторон «зажат» пластинами. Внешне на чертежах они напоминают гибрид конденсатора и резистора.

Как работает кварцевый резонатор?

Пластинка, кольцо или пруток вырезают из кристалла кварца.На него наносят не менее двух электродов, которые представляют собой токопроводящие полоски. Пластина неподвижна и имеет собственную резонансную частоту механических колебаний. Когда на электроды подается напряжение, из-за пьезоэлектрического эффекта происходит сжатие, сдвиг или изгиб (в зависимости от того, как был разрезан кварц). Колеблющийся кристалл в таких случаях выполняет работу как индуктор. Если частота подаваемого напряжения равна или очень близка к его собственным значениям, то для поддержания функционирования требуется меньше энергии со значительными различиями.Теперь можно перейти к выделению основной проблемы, именно поэтому, собственно, эта статья и пишется о кварцевом резонаторе. Как проверить, работает ли? Было выбрано 3 метода, о которых будет рассказано.

Номер метода 1

Здесь транзистор КТ368 играет роль генератора. Его частота определяется кварцевым резонатором. При подаче питания генератор начинает работать. Он создает импульсы, равные частоте его основного резонанса.Их последовательность проходит через конденсатор, который обозначен как C3 (100p). Он фильтрует составляющую постоянного тока, а затем сам импульс передается на аналоговый частотомер, который построен на двух диодах D9B и таких пассивных элементах: конденсаторе C4 (1n), резисторе R3 (100k) и микроамперметре. Все остальные элементы служат для устойчивости схемы и чтобы ничего не перегорело. В зависимости от установленной частоты может меняться напряжение, которое есть на конденсаторе С4. Это довольно грубый метод и его преимущество – легкость.И, соответственно, чем выше напряжение, тем выше частота резонатора. Но есть определенные ограничения: вы должны попробовать его на этой схеме, только если она находится в приблизительном диапазоне от трех до десяти МГц. Проверка кварцевых резонаторов, выходящая за пределы этих значений, обычно не относится к любительской радиоэлектронике, но далее будет рассмотрен чертеж, в котором диапазон составляет 1-10 МГц.

Номер метода 2

Для повышения точности вы можете подключить к выходу генератора частотомер или осциллограф.Тогда можно будет рассчитать желаемый показатель с помощью фигур Лиссажу. Но учтите, что в таких случаях кварц возбуждается как на гармониках, так и на основной частоте, что, в свою очередь, может давать значительное отклонение. Посмотрите на приведенные выше диаграммы (эту и предыдущую). Как видите, есть разные способы поиска частоты, и здесь нужно поэкспериментировать. Главное – соблюдать технику безопасности.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Эта схема позволит вам определить, исправны ли два кварцевых резистора, которые работают в диапазоне от одного до десяти МГц.Кроме того, благодаря ей вы можете распознавать шоковые сигналы, которые переходят между частотами. Таким образом, вы можете не только определить характеристики, но и выбрать кварцевые резисторы, наиболее подходящие друг другу по своим характеристикам. Схема реализована двумя задающими генераторами. Первый из них работает с кварцевым резонатором ZQ1 и реализован на транзисторе КТ315Б. Для проверки работоспособности выходное напряжение должно быть больше 1,2 В, и следует нажать кнопку SB1.Указанный индикатор соответствует сигналу высокого уровня и логической единице. В зависимости от кварцевого резонатора требуемое значение для теста может быть увеличено (напряжение может быть увеличено для каждого теста на 0,1A-0,2V до рекомендованного в официальных инструкциях по использованию механизма). В этом случае на выходе DD1.2 будет 1, а на DD1.3 – 0. Также, сигнализируя о работе кварцевого генератора, будет гореть светодиод HL1. Второй механизм работает аналогичным образом, о нем сообщит HL2.Если они будут запущены одновременно, светодиод HL4 все равно будет гореть.

Когда частоты двух генераторов сравниваются, их выходные сигналы от DD1.2 и DD1.5 отправляются на DD2.1 DD2.2. На выходах вторых инверторов схема получает для сравнения сигнал с широтно-импульсной модуляцией. Вы можете увидеть это визуально, мигая светодиодом HL4. Для повышения точности добавлен частотомер или осциллограф. Если реальные показатели отличаются на килогерцы, то для определения кристалла более высокой частоты нажмите кнопку SB2.Тогда первый резонатор уменьшит свои значения, и тон биений световых сигналов станет меньше. Тогда можно с уверенностью сказать, что ZQ1 имеет более высокую частоту, чем ZQ2.

Особенности проверок

При проверке всегда:

1. Прочтите инструкции, которые есть у кварцевого резонатора;
2. Соблюдайте меры безопасности.

Возможные причины неисправности

Есть несколько способов повредить ваш кристаллический резонатор. С некоторыми из самых популярных стоит ознакомиться, чтобы избежать проблем в будущем:

1. Падение с высоты.Самая популярная причина. Помните: всегда нужно содержать рабочее место в порядке и следить за своими действиями.
2. Наличие постоянного напряжения. В общем, кварцевые резонаторы ему не страшны. Но прецеденты были. Для проверки работоспособности подключите последовательно конденсатор емкостью 1000 мФ – этот шаг вернет его в работу или позволит избежать негативных последствий.
3. Слишком большая амплитуда сигнала. Есть несколько способов решить эту проблему:

• Сдвинуть частоту колебаний немного в сторону, чтобы она отличалась от основного показателя механического резонанса кварца.Это более сложный вариант.
• Уменьшите количество вольт, которое питает сам генератор. Это более простой вариант.
• Проверить, действительно ли кварцевый резонатор вышел из строя. Значит, причиной падения активности может быть флюс или посторонние частицы (в этом случае необходимо правильно его очистить). Также может быть, что утеплитель эксплуатировался слишком активно, и он потерял свои свойства. Для контрольной проверки по этому моменту можно припаять «тройку» на КТ315 и проверить осью (заодно можно сравнить активность).

Заключение

В статье рассмотрено, как проверить работоспособность таких элементов электрических цепей, как частота кварцевого резонатора, а также их свойства. Обсуждались способы установления необходимой информации, а также возможные причины, по которым они выходят из строя при эксплуатации. Но во избежание негативных последствий всегда работайте с ясной головой – и тогда работа кварцевого резонатора будет менее тревожной.

Нет в наличии

Сообщить

по прибытии на склад

В избранное

Комплект деталей для сборки частотомера с функцией тестера кварцевого резонатора.

Простой и недорогой, разработан на базе микроконтроллера PIC с возможностью учета сдвига частоты супергетеродинных приемников с пятиразрядным светодиодным индикатором в измерениях, удобный и интуитивно понятный.

Функции

• Разрешение дисплея автоматически переключается для обеспечения максимальной точности считывания с помощью 5-значного дисплея.
  Продолжительность измерения (время стробирования) также автоматически изменяется, в течение которого на входе подсчитываются импульсы.
• Если частотомер используется для измерений в коротковолновых приемниках или передатчиках, вам может потребоваться добавить или вычесть значение сдвига частоты из измеренной частоты. Частота смещения во многих случаях равна частоте ПЧ, поскольку частотомер обычно подключается к генератору переменной частоты приемника.
• Чтобы измерить частоту генерации кварца, просто подключите его к разъему под названием «Тестовый кристалл»

Дополнительная информация

Основные характеристики:

Диапазон измерения частоты: 1 Гц – 50 МГц

Измерение кварцевых кристаллов общего назначения в диапазоне частот генерации: 1 МГц – 50 МГц

Автоматическое переключение диапазонов

Программируемые настройки для добавленного и вычтенного значения сдвига частоты для настроек и измерений в приемниках и передатчиках VHF.

Максимальное входное напряжение 5 В

Режим энергосбережения при питании от автономного источника питания

Возможно использование 5 В через интерфейс USB

Минимальное количество компонентов, простота сборки и настройки

Вопросы и ответы

• Здравствуйте, могу ли я заказать этот товар в количестве 1 штуки?
• Здравствуйте. Какой диапазон напряжений измеряемой частоты на входе в режиме частотомера?
  • Логический уровень TTL, до 5 В
• привет.Какое максимальное входное напряжение для этого частотомера?
• Здравствуйте, когда этот конструктор поступит в продажу, в частности, в магазине Chip and Deep?
  • Доброго времени суток! Товар сейчас в стадии приемки на складе готовой продукции, думаю уже через неделю он будет доступен для заказа через наш интернет-магазин. Что касается Чипа и Дипа – этот вопрос стоит задать им напрямую.
• Доброго времени суток! Скажи мне, в чем дело.Частотомер все время показывает одно и то же число. 65.370
  • Мы впервые слышим о подобной проблеме. При правильной сборке устройство сразу начинает работать и не требует настройки. См. Установку и правильную установку всех компонентов. Значение постоянных резисторов необходимо перед установкой проверить мультиметром.

Предлагаем к рассмотрению еще один прибор, выпущенный несколько дней назад. Это тестер кварцевого резонатора для проверки работоспособности кристаллов кварца, используемых во многих устройствах, по крайней мере, в электронных часах.Вся система чрезвычайно проста, но требовалась именно эта простота.

Тестер состоит из нескольких электронных компонентов:

• 2 NPN транзистора BC547C
• 2 конденсатора по 10 нФ
• 2 конденсатора 220 пФ
• 2 резистора 1к
• 1 резистор 3к3
• 1 резистор 47к
• 1 светодиод

Питание от 6 батареек AA 1,5 В (или Crown). Корпус выполнен в виде конфетницы и обтянут цветным скотчем.

Принципиальная схема кварцевого тестера

Схема выглядит так:

Второй вариант схемы:

Для проверки вставляем кварц в SN1, после чего переводим переключатель в положение ON. Если светодиод горит ярко, кварцевый резонатор исправен. И если после включения светодиод не загорается или горит очень слабо, значит, мы имеем дело с поврежденным радиоэлементом.

Конечно, эта схема скорее для новичков, это простой кварцевый тестер без определения частоты вибрации.T1 и XT сформировали генератор. С1 и С2 – делитель напряжения для генератора. Если кварц жив, то генератор будет работать нормально, и его выходное напряжение будет выпрямляться элементами C3, C4, D1 и D2, транзистор T2 откроется и загорится светодиод. Тестер подходит для тестирования кристаллов кварца 100 кГц – 30 МГц.

Сразу скажу, что на проверить кварцевый резонатор мультиметром не получится … Для проверки кварцевого резонатора с помощью осциллографа необходимо подключить щуп к одному из кварцевых выводов, а земляного крокодила к другой, но этот метод не всегда дает положительный результат , вот почему.
Одна из основных причин выхода из строя кварцевого резонатора – банальное падение, поэтому если перестали работать пульт от телевизора, брелок от автосигнализации, то в первую очередь нужно его проверить. Проверить генерацию на плате не всегда возможно потому, что пробник осциллографа имеет определенную емкость, которая обычно составляет около 100пФ, то есть при подключении пробника осциллографа мы подключаем конденсатор на 100пФ. Поскольку номиналы емкостей в схемах кварцевых генераторов составляют десятки и сотни пикофарад, реже нанофарад, подключение такой емкости вносит существенную погрешность в конструктивные параметры схемы и, соответственно, может привести к нарушению генерации.Емкость зонда можно уменьшить до 20 пФ, установив делитель на 10, но это не всегда помогает.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для проверки кварцевого резонатора нужна схема, при подключении к которой щуп осциллографа не обрывает генерацию, то есть цепь не должна ощущать емкость щупа. Выбор пал на генератор Клаппа на транзисторах, и чтобы не прерывать генерацию, к выходу подключается эмиттерный повторитель.

Если поставить доску на свет, можно увидеть, что с помощью дрели получаются аккуратные пятнышки, если сверлить отверткой, то они почти аккуратные). По сути, это та же установка на заплатки, только заплатки не наклеиваются, а просверливаются.

Фото сверла можно увидеть ниже.

А теперь перейдем непосредственно к тестированию кварца. Для начала возьмем кварц на частоте 4,194304 МГц.

Кварц на 8 МГц.

Кварц на 14,31818 МГц.

Кварц на 32 МГц.

Несколько слов о гармониках, Гармоники – колебания с частотой, кратной основной, если основная частота кварцевого резонатора 8МГц, то гармоники в этом случае называются колебаниями на частоты: 24 МГц – 3-я гармоника, 40 МГц – 5-я гармоника и т. д. У кого-то может возникнуть вопрос, почему в примере только нечетные гармоники, ведь кварц не может работать на четных гармониках !!!

Кварцевого резонатора на частоту выше 32МГц не нашел, но даже такой результат можно считать отличным.
Очевидно, для начинающего радиолюбителя метод предпочтительнее без использования дорогостоящего осциллографа, поэтому на схеме ниже представлена ​​схема проверки кварца с помощью светодиода. Максимальная частота кварца, которую мне удалось проверить с помощью этой схемы, составляет 14 МГц, следующий номинал, который у меня был, был 32 МГц, но генератор запускался не с ней, а большой интервал от 14 МГц до 32 МГц, скорее всего, вверх до 20МГц работать будет.

Поводом для создания этого устройства послужило значительное количество накопленных кварцевых резонаторов, как закупленных, так и спаянных с разных плат, и многие из них не имели никаких обозначений.Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пытаясь собрать и запустить разное, было решено придумать что-то свое. После множества экспериментов с разными генераторами, как на разной цифровой логике, так и на транзисторах, я остановил свой выбор на 74HC4060, правда, устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось, это не мешало работе устройства. .

Схема кварцевого счетчика

Устройство построено на базе двух генераторов CD74HC4060 (74HC4060 в магазине не было, но судя по даташиту они даже «круче»), один работает на низкой частоте, другой – на высокой.Самая низкая частота у меня была у часового кристалла, а самая высокая – у негармонического кристалла 30 МГц. Из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать генераторы простым переключением напряжения питания, что указывается соответствующими светодиодами. После генераторов поставил на логику повторитель. Возможно, вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам не тестировал).

Как выяснилось, в аппарате запускаются не только кристаллы кварца, но и всевозможные фильтры с двумя и более ножками, которые были успешно подключены к соответствующим разъемам.Один «двуногий», похожий на керамический конденсатор, стартовал на частоте 4 МГц, которую впоследствии успешно использовали вместо кварцевого резонатора.

На фотографиях видно, что для проверки радиодеталей используются два типа разъемов. Первый состоит из частей панелей – для выводных деталей, а второй – кусок платы, приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для кварцевых резонаторов SMD. Для отображения информации на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A использовался упрощенный частотомер, который автоматически переключает предел измерения, то есть частота на индикаторе будет либо в кГц , либо в МГц .

Сведения об устройстве

Часть платы собирается на выводных частях, а часть – на SMD. Плата предназначена для ЖК-индикатора “Winstar”, однолинейного Wh2601A (это тот, у которого контакты вверху слева), пины 15 и 16, которые служат для подсветки, не разделены, но кому это нужно, может добавляйте треки и детали под себя. Подсветку я не настраивал, так как использовал индикатор без подсветки с какого-то телефона на том же контроллере, но сначала был Winstar.Помимо Wh2601A можно использовать Wh2602B – двухпроводной, но вторая линия использоваться не будет. Вместо транзистора, который на схеме, можно использовать любой такой же проводимости, желательно с большей h31. На плате два входа питания, один от mini USB, другой через мост и 7805. Также есть место для стабилизатора в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включите режим LF (загорится светодиод VD1) и, подключив кварцевый резонатор 32768 Гц (желательно от материнской платы компьютера) к соответствующему разъему, установите частоту 32768 Гц на индикаторе с C11. подстроечный конденсатор.Резистор R8 устанавливает максимальную чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и многое другое, скачать в архиве. Автор проекта – нефедот .

Обсудить статью УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТЫ КВАРЦА

(PDF) Измерение импеданса микровесов кристаллов кварца с использованием детектора фазового усиления и цифрового запоминающего осциллографа

9-я ежегодная международная конференция по фундаментальной науке 2019 (BaSIC 2019)

IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 546 (2019) 042040

IOP Publishing

doi: 10.1088 / 1757-899X / 546/4/042040

2

и выходной сигнал с учетом конфигурации схемы [9]. В этом эксперименте мы использовали простую схему делителя напряжения

с известным резистивным элементом. Значение импеданса и фаза были рассчитаны

на основе измерения сигнала с помощью детектора на интегральной схеме с фазовым усилением и цифрового запоминающего осциллографа

.

Детектор на интегральной схеме с усилением фазы широко используется для измерения амплитуды и фазы. Во многих приложениях

это устройство использовалось для сбора информации, которая принесла пользу исследованиям

для объяснения большего числа явлений. Например, его можно использовать для супергетеродинного микроволнового интерферометра

[10] и для спектров биоимпеданса тканей [11]. В зависимости от устройства, величина

и фаза определяются аналоговыми сигналами переменного напряжения.Следовательно, устройство также будет иметь потенциал

для измерения импеданса QCM с некоторыми модифицированными цепями перед обнаружением устройством.

Детектор интегральной схемы с усилением фазы принимает два сигнала в качестве входных и дает два выходных сигнала постоянного тока.

сигналов, пропорциональных отношению отношения амплитуд и разности фаз этих двух сигналов.

Детектор обычно обнаруживает входы в определенном частотном диапазоне. Например, AD8302 (Analog

Devices, США) может только обнаруживать и обрабатывать входы RF / IF.Возможно, устройство

было бы сделано для детектирования низкочастотных сигналов, если бы была проведена некоторая модификация входной цепи [11]. Резонансная частота

типичного датчика QCM находилась в диапазоне от 5 МГц до 20 МГц. Этот диапазон

подходит для диапазона обнаружения AD8302.

DSO теперь широко доступен. С развитием микроэлектронных технологий стал доступен DSO

с частотой дискретизации до ГГц и хранилищем данных до гигабайт.Использование DSO в качестве инструмента для измерения сигналов дает два основных преимущества

. Во-первых, измеренные данные могут автоматически сохраняться в персональном компьютере

, что обеспечивает простой способ дальнейшей обработки.

Во-вторых, DSO обычно коммерциализируется с возможностью измерения входного переменного тока в нескольких каналах

, обычно в двух или четырех каналах. Следовательно, используя записанный сигнал, который был измерен одновременно

, можно рассчитать усиление и фазовый сдвиг.

В этих экспериментах мы сравнили два метода измерения электрического импеданса датчика QCM

вокруг его последовательной резонансной частоты. Источником сигнала переменного тока служил генератор прямого цифрового сигнала

, АД-9910. Мы показали, что, используя этап обработки наилучшего соответствия, мы устранили нестабильность

генератора сигналов.