Quartzový rezonátor: princip činnosti a rozsah

Quartzový rezonátor: princip činnosti a rozsah
Quartzový rezonátor: princip činnosti a rozsah
Anonim

Od vynálezu frekvenčního generátoru uplynulo hodně času. Vývojáři na své cestě čelili mnoha výzvám. Cílem konstruktérů celé planety bylo vytvořit oscilátor, který by byl schopen vydávat stabilní frekvenci. Právě na něm je založen provoz digitálních zařízení: počítače, mikroprocesory, quartzové hodinky atd. Získat stabilní frekvenci nezávislou na parametrech jako je teplota nebo doba provozu znamenalo průlom v konstrukci elektronických obvodů a možnost navrhovat nová elektronická zařízení. Situace se dramaticky změnila od doby, kdy se objevil křemenný rezonátor. Toto malé kompaktní zařízení vám umožní „dělat zázraky“v elektronice.

křemenný rezonátor
křemenný rezonátor

Okruhová řešení, ve kterých se začal používat quartzový rezonátor, se ukázala být natolik úspěšná, že se toto zařízení pevně zapsalo do kategorie nejoblíbenějších v návrhu a vývoji elektronických obvodů. S rozvojem digitáluzařízení, existuje stálá tendence stále více používat křemenný rezonátor. Princip činnosti je poměrně jednoduchý a je založen na inverzním piezoelektrickém jevu. Jinými slovy, pokud je na jeho výstup přivedeno střídavé napětí, povede to k fázovému posunu, protože když půlvlna klesne, zařízení začne uvolňovat uloženou mechanickou energii. Tohoto efektu si všimli vývojáři této úžasné položky.

princip fungování křemenného rezonátoru
princip fungování křemenného rezonátoru

Každý krystal, ze kterého je vyroben křemenný rezonátor, má své vlastní mechanické vlastnosti. Ty zase ovlivňují takový parametr, jako je frekvence zařízení. Představme si, že pomocí jednoduchého obvodu nasimulujeme podmínky, za kterých bude zařízení fungovat. Začneme postupně zvyšovat frekvenci. V určitém okamžiku dosáhneme určitého fázového posunu mezi napájecím napětím a výstupním křemenem. Se zvýšením frekvence můžeme uvést obvod do rezonance - ve skutečnosti odtud pochází název zařízení.

Miniaturní zařízení založená na rezonátorech jsou široce používána v rádiové elektronice. Dobrým příkladem toho jsou měřicí mikrosondy, lokální oscilátory. S jejich pomocí se objevila stabilní a spolehlivá zařízení. Populární hra „Lov na lišku“využívá zařízení založená na těchto prvcích.

křemenný rezonátor
křemenný rezonátor

Známé quartzové hodinky obsahují quartzový rezonátor, který je stabilním zdrojem pulsů. Počítáním těchto impulsů je možné vytvořit druhý signál nezbytný pro provoz.toto světově proslulé zařízení.

Moderní elektronika nemůže odmítnout použití tohoto úžasného zařízení. Zajímalo by mě, jak by váš počítač fungoval, kdyby generátor impulzů referenční frekvence v procesoru náhle začal produkovat nestabilní frekvenci? To by způsobilo poruchu celého systému a s největší pravděpodobností zamrznutí.

Takzvaný quartzový rezonátor je „srdcem“téměř každého digitálního zařízení. Bez něj přestane počítač nebo notebook fungovat, nebude internet a mobilní komunikace.

Za zmínku také stojí, že vývoj těchto zařízení jde cestou minimalizace velikosti a zvyšování provozní frekvence.

Doporučuje: