Кварцевый генератор - это схема электронного генератора, которая используется для механического резонанса колеблющегося кристалла из пьезоэлектрического материала. Он создаст электрический сигнал с заданной частотой. Эта частота обычно используется для отслеживания времени, например, наручные часы используются в цифровых интегральных схемах для обеспечения стабильного тактового сигнала, а также используются для стабилизации частот для радиопередатчиков и приемников. Кварцевый кристалл в основном используется в генераторах радиочастоты (RF). Кристалл кварца - самый распространенный тип пьезоэлектрический резонатор В схемах генераторов мы используем их, поэтому они стали известны как кварцевые генераторы. Кварцевые генераторы должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать нагрузочную емкость.

Есть разные типы осцилляторов электронные схемы которые используются, а именно: линейные осцилляторы - осциллятор Хартли, осциллятор с фазовым сдвигом, осциллятор Армстронга, осциллятор Клаппа, Генератор Колпитца . Осцилляторы релаксации - осциллятор Ройера, кольцевой осциллятор, мультивибратор и Генератор, управляемый напряжением (ГУН). Вскоре мы собираемся подробно обсудить кварцевые генераторы, такие как работа и применение кварцевого генератора.

Что такое кристалл кварца?

Кристалл кварца демонстрирует очень важное свойство, известное как пьезоэлектрический эффект. Когда механическое давление прикладывается к граням кристалла, на кристалле появляется напряжение, пропорциональное механическому давлению. Это напряжение вызывает искажение кристалла. Величина искажения будет пропорциональна приложенному напряжению, а также переменному напряжению, приложенному к кристаллу, который он заставляет вибрировать с собственной частотой.

Схема кварцевого кристалла

На рисунке ниже представлен электронный символ пьезоэлектрического кристаллического резонатора, а также кристалла кварца в электронном генераторе, который состоит из резистора, индуктора и конденсаторов.

Принципиальная схема кварцевого генератора

Вышеприведенный рисунок представляет собой новый кварцевый кварцевый генератор с частотой 20psc, 16 МГц, и это один из видов кварцевых генераторов, который работает с частотой 16 МГц.

Кристаллический осциллятор

В общем, биполярные транзисторы или полевые транзисторы используются в конструкции цепей кварцевого генератора. Это потому что операционный усилитель s может использоваться в различных схемах низкочастотного генератора, которые ниже 100 кГц, но работают усилители не имеют пропускной способности для работы. Это будет проблемой на более высоких частотах, которые соответствуют кристаллам с частотой выше 1 МГц.

Для решения этой проблемы разработан кварцевый генератор Колпитца. Он будет работать на более высоких частотах. В этом осцилляторе Контур резервуара LC который обеспечивает колебания обратной связи, заменен кристаллом кварца.

Принципиальная схема кварцевого генератора

Кристаллический осциллятор работает

Схема кварцевого генератора обычно работает по принципу обратного пьезоэлектрического эффекта. Приложенное электрическое поле вызывает механическую деформацию некоторых материалов. Таким образом, он использует механический резонанс вибрирующего кристалла, который сделан из пьезоэлектрического материала для генерации электрического сигнала определенной частоты.

Обычно кварцевые генераторы очень стабильны, имеют хорошую добротность (Q), они небольшие по размеру и экономически связаны. Следовательно, схемы кварцевых генераторов лучше по сравнению с другими резонаторами, такими как LC-схемы, камертоны. Обычно в Микропроцессоры и микроконтроллеры мы используем кварцевый генератор 8 МГц.

“id vs vds характеристики нмос ”

Эквивалент электрическая цепь также описывает кристаллическое действие кристалла. Просто посмотрите на эквивалентную электрическую схему, показанную выше. Основные компоненты, используемые в схеме, индуктивность L обозначает массу кристалла, емкость C2 обозначает податливость, а C1 обозначает емкость который образуется из-за механического формования кристалла, сопротивление R представляет трение внутренней структуры кристалла. Принципиальная схема кварцевого генератора состоит из двух резонансов, таких как последовательный и параллельный резонанс, то есть двух резонансных частот.

Кристаллический осциллятор работает

Последовательный резонанс возникает, когда реактивное сопротивление, создаваемое емкостью C1, равно реактивному сопротивлению, создаваемому индуктивностью L., и противоположно ему. Fr и fp представляют собой последовательные и параллельные резонансные частоты соответственно, а значения 'fr' и 'fp' могут быть определены с помощью следующие уравнения показаны на рисунке ниже.

Приведенная выше диаграмма описывает эквивалентную схему, график графика для резонансной частоты, формулы для резонансных частот.

Использование кристаллического осциллятора

В общем, мы знаем, что в конструкции микропроцессоров и микроконтроллеров кварцевые генераторы используются для обеспечения тактовых сигналов. Например, рассмотрим 8051 микроконтроллеры , в этом конкретном контроллере схема внешнего кварцевого генератора будет работать с частотой 12 МГц, что очень важно, хотя этот микроконтроллер 8051 (в зависимости от модели) способен работать на частоте 40 МГц (макс.), должен обеспечивать 12 МГц в большинстве случаев, потому что для Машинный цикл 8051 требует 12 тактовых циклов, чтобы обеспечить эффективную частоту цикла от 1 МГц (при тактовой частоте 12 МГц) до 3,33 МГц (при максимальной частоте тактовой частоты 40 МГц). Этот конкретный кварцевый генератор с частотой цикла от 1 МГц до 3,33 МГц используется для генерации тактовых импульсов, необходимых для синхронизации всех внутренних операций.

Применение кристаллического осциллятора

Существуют различные приложения кварцевого генератора в различных областях, и некоторые из приложений кварцевого генератора приведены ниже.

Применение кристаллического осциллятора Колпитца

Осциллятор Колпитца используется для генерации синусоидального выходного сигнала на очень высоких частотах. Этот генератор может использоваться в качестве датчиков различных типов, таких как датчики температуры Благодаря устройству на ПАВ, которое мы используем в схеме Колпитца, оно воспринимается непосредственно с его поверхности.

Кристаллический осциллятор Колпитца

Применение генераторов Колпитца в основном связано с использованием широкого диапазона частот. Также используется в условиях незатухающих и непрерывных колебаний. Используя некоторые устройства в схеме Колпитца, мы можем добиться большей температурной стабильности и высокой частоты.

Колпитц использовался для развития мобильной связи и радиосвязи.

Применение кварцевого генератора Армстронга

Эта трасса была популярна до 1940-х годов. Они широко используются в регенеративных радиоприемниках. На этом входе радиочастотный сигнал от антенны магнитно вводится в контур резервуара через дополнительную обмотку, и обратная связь уменьшается, чтобы регулировать усиление в контуре обратной связи. Наконец, он производит узкополосный радиочастотный фильтр и усилитель. В этом кварцевом генераторе резонансный контур LC заменен контурами обратной связи.

Кристаллический осциллятор Армстронга

В военной и авиакосмической промышленности

Кристальные генераторы используются в военной и авиакосмической промышленности для создания эффективной системы связи. В система связи заключается в установлении и для целей навигации и радиоэлектронной борьбы в системах наведения

В исследованиях и измерениях

Кварцевые генераторы используются в исследованиях и измерениях для астрономической навигации и отслеживания космического пространства, в медицинских устройствах и измерительных приборах.

“в чем разница между переменным и постоянным током ”

Промышленное применение кварцевого генератора

Кварцевый генератор находит множество промышленных применений. Они широко используются в компьютерах, контрольно-измерительных приборах, цифровых системах, в системах с фазовой автоподстройкой частоты, модемах, морских судах, телекоммуникациях, в датчиках, а также в дисководах.

Кристаллический осциллятор также используется в управлении двигателем, часами и бортовом компьютере, стереосистеме и в системах GPS. Это автомобильное приложение.

Кварцевые генераторы используются во многих потребительских товарах. Например, системы кабельного телевидения, видеокамеры, персональные компьютеры, игрушки и видеоигры, сотовые телефоны, радиосистемы. Это потребительское приложение Crystal Oscillator.

Это все о том, что такое Кристаллический осциллятор , он работает, и Приложения. Мы считаем, что информация, представленная в этой статье, поможет вам лучше понять эту концепцию. Кроме того, любые вопросы по этой статье или помощь в реализации электротехнические и электронные проекты , вы можете связаться с нами, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова основная функция кварцевого генератора?

Фото: