Кварцни резонатор је електронски уређај изграђен на пиезоелектричном ефекту, као и на механичкој резонанцији. Користе га радио станице, где поставља фреквенцију носиоца, у сатима и тајмерима, фиксирајући у њима интервал од 1 секунде.
Садржај
Шта је то и зашто је потребно
Уређај је извор који обезбеђује хармонијске осцилације високе прецизности. Има, у поређењу са аналогима, већу радну ефикасност, стабилне параметре.
Први узорци савремених уређаја појавили су се на радио станицама 1920-1930. као елементи са стабилним радом, способни за подешавање носеће фреквенције. Су:
- заменили су кристалне резонаторе соли Роцхелле, који су се појавили 1917. као резултат проналаска Александра М. Николсона и који су се одликовали нестабилношћу;
- заменили су раније коришћено коло са калемом и кондензатором који се није разликовао по високом фактору квалитета (до 300) и зависио је од температурних промена.
Мало касније, кварцни резонатори су постали саставни део тајмера и сатова. Електронске компоненте са природном резонантном фреквенцијом од 32768 Хз, које у бинарном 15-битном бројачу постављају временски интервал од 1 секунде.
Уређаји се данас користе у:
- кварцни сатови, пружајући им тачност рада, без обзира на температуру околине;
- мерни инструменти, гарантујући им високу тачност индикатора;
- морски ехосондери, који се користе у истраживању и изради карата дна, фиксирању гребена, плићака, тражењу објеката у води;
- кола која одговарају референтним осцилаторима који синтетишу фреквенције;
- шеме које се користе за индикацију таласа ССБ или телеграфског сигнала;
- радио станице са ДСБ-сигналом са средњом фреквенцијом;
- пропусни филтери пријемници суперхетеродинског типа, који су стабилнији и квалитетнији од ЛЦ филтера.
Уређаји се производе са различитим кућиштима. Подијељени су на излаз, који се користи за масовну монтажу, и СМД, који се користи за површинску монтажу.
Њихов рад зависи од поузданости склопног кола, што утиче на:
- одступање фреквенције од потребне вредности, стабилност параметра;
- брзина старења уређаја;
- капацитет.
Особине кварцног резонатора
Надмашује раније постојеће аналоге, што уређај чини незаменљивим у многим електронским колима и објашњава обим уређаја.То потврђује и чињеница да је у првој деценији од проналаска у Сједињеним Државама (не рачунајући друге земље) произведено више од 100 хиљада комада уређаја.
Међу позитивним својствима кварцних резонатора, који објашњавају популарност и потражњу за уређајима:
- добар фактор квалитета, чије вредности - 104-106 - превазилазе параметре претходно коришћених аналога (имају фактор квалитета 300);
- мале димензије, које се могу мерити у фракцијама милиметра;
- отпорност на температуру, њене флуктуације;
- дуг радни век;
- једноставност производње;
- могућност израде висококвалитетних каскадних филтера без употребе ручних подешавања.
Кварцни резонатори такође имају недостатке:
- спољни елементи вам омогућавају да подесите фреквенцију у уском опсегу;
- имају крхку структуру;
- не толеришу претерану топлоту.
Принцип рада кварцног резонатора
Уређај ради на бази пиезоелектричног ефекта, који се манифестује на кварцној плочи, и то на ниској температури. Елемент је исечен из једног кристала кварца, посматрајући наведени угао. Ово последње одређује електрохемијске параметре резонатора.
Плоче су обострано премазане слојем сребра (прикладне су платина, никл, злато). Затим су чврсто фиксирани у кућишту, које је запечаћено. Уређај је осцилаторни систем који има своју резонантну фреквенцију.
Када су електроде подвргнуте наизменичном напону, кварцна плоча, која има пиезоелектрично својство, савија се, скупља, помера (у зависности од врсте обраде кристала). Истовремено, у њему се појављује контра-ЕМФ, као што се дешава у индуктору који се налази у осцилаторном колу.
Када се примени напон са фреквенцијом која се поклапа са природним вибрацијама плоче, тада се у уређају примећује резонанција. Истовремено:
- елемент кварца повећава амплитуду осцилација;
- отпор резонатора је веома смањен.
Енергија која је потребна за одржавање осцилација је мала у случају једнаких фреквенција.
Ознака кварцног резонатора на електричном колу
Уређај је означен слично као и кондензатор. Разлика: између вертикалних сегмената је постављен правоугаоник - симбол плоче од кварцног кристала. Странице правоугаоника и плоча кондензатора су раздвојене празнином. У близини на дијаграму може бити словна ознака уређаја - ККС.
Како тестирати кварцни резонатор
Проблеми са малим апаратима настају ако задобију јак ударац. Ово се дешава када уређаји који садрже резонаторе у дизајну падну. Потоњи не успевају и захтевају замену према истим параметрима.
Провера перформанси резонатора захтева тестер. Састављен је према колу заснованом на транзистору КТ3102, 5 кондензатора и 2 отпорника (уређај је сличан кварцном осцилатору састављеном на транзистору).
Уређај мора бити прикључен на базу транзистора и негативни пол у прикљученим прикључцима, прикључцима, штитећи постављањем заштитног кондензатора. Напајање склопног кола је константно - 9В. Плус, повезују се на улаз транзистора, на његов излаз - преко кондензатора - мерач фреквенције, који фиксира фреквенцијске параметре резонатора.
Шема се користи при постављању осцилационог кола.Када је резонатор у добром стању, када је повезан, производи осцилације које доводе до појаве наизменичног напона на емитеру транзистора. Штавише, фреквенција напона се поклапа са сличном карактеристиком резонатора.
Уређај је неисправан ако мерач фреквенције не детектује појаву фреквенције или утврди присуство фреквенције, али се она или много разликује од номиналне вредности, или се јако мења када се кућиште загреје лемилом.
Слични чланци:
