Кварцевый резонатор как проверить? проверка кварцевых резонаторов

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.

Кварцевый резонатор-структура, принцип работы, как проверить

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.

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 105 — 107. 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.

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:

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.
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.

Точность прибора

Кроме точности частоты, не меньшее значение имеет её термостабильность. Если температура в помещении в течение года может изменятсья в диапазоне около 15°С, то и частота резонатора может значительно «уплывать».

Для достижения максимально высокой точности измерения потребуется либо точный кварц на 16 МГц, либо другой поверенный частотомер, которым можно будет измерить реальную частоту используемого кварца и сделать на это поправку (в коде прошивки, либо вручную пересчитывать результат измерений).

Но как быть, если нет ни первого, ни второго? Тут мне видится такое решение: вместо эталонного источника частоты можно использовать системные часы компьютера. Если часы синхронизируются по протоколу NTP, а в версии 4 этот протокол способен обеспечить точность до 10 мс (1/100 с) при работе через Интернет (и до 0.2 мс и лучше внутри локальных сетей). Имея такой точный источник времени, можно написать прошивку, реализующие часы для частотомера. Если запустить такие часы на длительное время, то погрешность их хода будет накапливаться, и рано или поздно достигнет легко измеряемой величины. Тогда не составит труда вычислить погрешность кварца по погрешности хода часов, что позволит либо попробовать отобрать кварц с частотой, максимальной близкой к 16МГц, либо скомпилировать прошивку для измеренной частоты кварца. Подробнее об этом тут

Излишки печатных плат есть в магазине сайта.

Источник

Классификация

Диоды представляют собой электропреобразующие и полупроводниковые устройства, имеющие один электрический переход и два выхода в виде р-n-перехода.

Общепринятая в настоящее время классификация таких устройств, следующая:

в соответствии с назначением, диоды чаще всего бывают устройствами выпрямительного, высокочастотного и сверхвысокочастотного, импульсного, туннельного, обращенного, опорного типа, а также варикапами;
в соответствии с конструктивно-технологическим характеристиками диоды бывают представлены плоскостными и точечными элементами;
в соответствии с исходным материалом диоды могут быть германиевого, кремниевого, арсенидо-галлиевого и другого типа.

В соответствии с классификацией, самые важные параметры и характеристики диодов представлены:

предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения постоянного типа;
предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения импульсного типа;
предельно допускаемыми показателями прямого тока постоянного типа;
предельно допускаемыми показателями прямого тока импульсного типа;
номинальными показателями прямого тока постоянного типа;
прямым токовым напряжением постоянного типа в условиях номинальных показателей, или так называемым «падением напряжения»;
постоянным током обратного типа, указываемым в условиях максимально допускаемого обратного напряжения;
разбросом рабочих частот и ёмкостными показателями;
уровнем напряжения пробивного типа;
уровнем теплового корпусного сопротивления, в зависимости от типа установки;
предельно возможными показателями рассеивающей мощности.

В зависимости от уровня мощности, полупроводниковые элементы могут быть маломощными, мощными или среднего уровня мощности.

При выборе диода нужно помнить, что условное обозначение таких элементов может быть представлено не только стандартной маркировкой, но и УГО, наносимым на электрические схемы, имеющие принципиальное значение.

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:

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

Проверка работоспособности

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

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.
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.

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.

Что это такое, и зачем он нужен

Прибор является источником, обеспечивающим гармонические колебания высокой точности. Имеет, при сравнении с аналогами, большую эффективность работы, стабильные параметры.

Первые образцы современных устройств появились на радиостанциях в 1920-1930 гг. как элементы, имеющие стабильную работу, способные задавать несущую частоту. Они:

пришли на смену кристальным резонаторам, работавшим на сегнетовой соли, появившимся в 1917 в результате изобретения Александра М. Николсона и отличавшимся нестабильностью;
заменили использовавшуюся ранее схему с катушкой и конденсатором, которая не отличалась большой добротностью (до 300) и зависела от температурных изменений.

Чуть позже кварцевые резонаторы стали составной частью таймеров, часов. Электронные компоненты с собственной резонансной частотой 32768 Гц, которая в двоичном 15-разрядном счетчике задает временной промежуток равный 1 секунде.

Приборы используются сегодня в:

кварцевых часах, обеспечивая им точность работы независимо от температуры окружающей среды;
измерительных приборах, гарантируя им высокую точность показателей;
морских эхолотах, которые применяются при исследованиях и создании карт дна, фиксации рифов, отмелей, поиска объектов, находящихся в воде;
схемах, соответствующих опорным генераторам, синтезирующим частоты;
схемах, применяемых при волновом указании SSB или сигнала телеграфа;
радиостанциях с DSB-сигналом с промежуточной частотой;
полосовых фильтрах приемников супергетеродинного типа, которые более стабильны и добротны, чем LC-фильтры.

Устройства изготавливаются с разными корпусами. Делятся на выводные, применяемые в объемном монтаже, и SMD, используемые в поверхностном монтаже.

Их работа зависит от надежности схемы включения, влияющей на:

отклонение частоты от необходимого значения, стабильность параметра;
темп старения прибора;
нагрузочную емкость.

Свойства кварцевого резонатора

Какие бывают счетчики электроэнергии Нева?

Во многих приборах резонансный радиокомпонент является незаменимым элементом. К положительным свойствам КР относятся:

Хорошая добротность превышает этот показатель аналогичных устройств. Добротность характеризует ширину резонанса, определяющую, во сколько раз запас энергии больше её потери за время изменения фазы на 1 радиан. Кварц достигает значений добротности в 104-106 раз больше, чем эквивалентный колебательный контур.
Невосприимчивость к перепадам температуры окружающей среды;
Каскадные фильтры на кварцевых радиодеталях позволяют обходиться без ручной настройки;
Большой срок службы;
Простота устройства прибора делает КР доступной деталью на радиорынке.

Подключение мультиметра

Основные, наиболее распространённые диодные неисправности, могут быть представлены:

пробоем, сопровождаемым токовой проводимостью вне зависимости от направления, а также фактическим отсутствием сопротивления;
обрывом, сопровождаемым отсутствием токового проведения;
утечкой, сопровождаемой наличием незначительного обратного тока.

Методика настройки прибора для проверки и последовательного тестирования является очень простой.

Соединение анода и щупа мультиметра на «+», а также катода и p-n-перехода на «-» должны быть открытыми. В этом случае прибор подаёт характерный звуковой сигнал. Обратный вариант подключения с закрытым p-n-переходом индицируется единицей.

Знаете ли вы, что светодиодные лампы могут иметь разное устройство? Устройство светодиодных ламп на 220 Вольт – типы приборов и способы сборки.

Инструкция по замене люминесцентных ламп на светодиодные представлена тут.

Как показываем практика самостоятельного тестирования, токовое прохождение, независимо от показателей полярности подключения, чаще всего сопровождает короткое замыкание, а отсутствие прозвона в обе стороны наблюдается при разрыве в цепи.

Принцип действия

На пластинку, тонкий цилиндр, кольцо или брусок, вырезанные из кристалла кварца с определённой ориентацией относительно кристаллографических осей монокристалла нанесены 2 или более электродов — проводящие полоски.

Резонатор механически крепится в узлах рабочей моды колебаний, чтобы снизить потери колебательной энергии через крепление. Для данной моды колебаний кристалл имеет некоторую резонансную частоту механических колебаний, причем на этой частоте добротность механического резонатора очень высока.

При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгиб, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кристалл относительно кристаллографических осей, конфигурации возбуждающих электродов и расположения точек крепления..

Собственные колебания кристалла в результате обратного пьезоэлектрического эффекта наводят на электродах дополнительную ЭДС и поэтому кварцевый резонатор электрически ведёт себя подобно резонансной цепи, — колебательному контуру, составленному из конденсаторов, индуктивности и резистора, причем добротность этой воображаемой электрической цепи очень велика и близка к добротности собственных механических колебаний кристалла.

Если частота подаваемого напряжения равна или близка к частоте собственных механических колебаний пластинки, затраты энергии на поддержание колебаний пластинки оказываются намного ниже, нежели при большом отличии частоты. Это тоже соответствует поведению электрического колебательного контура.

Условное обозначение кварцевого резонатора (сверху) и его эквивалентная схема (снизу)

Эквивалентная схема

C0 — собственная ёмкость кристалла, образуемая кристаллодержателем и/или обкладками резонатора;

C1, L1 — эквивалентные ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора;

R1 — эквивалентное сопротивление потерь механической колебательной системы.

Характеристики кварцевых резонаторов

К числу важнейших факторов, которые характеризуют качество кварцевого резонатора, относят добротность, температурный коэффициент частоты и моночастотность:

термостабильность кварцевого резонатора — это зависимость частоты кварца от температуры, понятно, что чем меньше частота изменяется от температуры, тем лучше;
добротность это отношение резонансной частоты к полосе пропускания, обладая самой высокой добротностью Q ~ 100.000–10.000.000, кварцевые резонаторы имеют также высокую температурную стабильность и низкую долговременную нестабильность частоты (0.000001–0.00000001 за 10–25 лет);
моночастотность кварцевых резонаторов в значительной степени определяется параметрами тонкопленочных электродов, так, с повышением частоты резонаторов для обеспечения «чистого» спектра масса электродов, нагружавшая кристалл, уменьшается.

Частотный коэффициент является одной из величин, характеризующих кварцевый резонатор. Иногда его ещё называют волновым коэффициентом. Он связывает резонансную частоту пьезоэлемента с его размерами, определяющими частоту данного cpeзa. Частотный коэффициент зависит от плотности кварца и его упругости. Также частотный коэффициент зависит и от угла среза кристаллического элемента.

Обозначение радиодеталей на электросхемах

Обозначение на схемах радиоэлементов выглядит в виде графических фигур. Так, например, резистор изображают вытянутым прямоугольником с рядом расположенной буквой «R» и порядковым номером. «R15» означает, что резистор по схеме является 15-м по счёту. Тут же прописывают величину рассеваемой мощности сопротивления.

Особое внимание нужно уделить обозначению на микросхемах. К примеру, можно рассмотреть микросхему КР155ЛАЗ. Первая буква «К» означает широкую область применения

Если будет стоять «Э», то это экспортное исполнение. Вторая литера «Р» определяет материал и тип корпуса. В данном случае это пластмасса. Единица – это тип детали, в примере это полупроводниковая микросхема. 55 – порядковый номер серии. Последующие буквы выражают логику И-НЕ

Первая буква «К» означает широкую область применения. Если будет стоять «Э», то это экспортное исполнение. Вторая литера «Р» определяет материал и тип корпуса. В данном случае это пластмасса. Единица – это тип детали, в примере это полупроводниковая микросхема. 55 – порядковый номер серии. Последующие буквы выражают логику И-НЕ.

С чего начать чтение схем

Начинать надо с чтения принципиальных схем. Для более эффективного обучения нужно изучение теории совмещать с практикой. Необходимо понимать все обозначения на плате. Для этого существует масса информации в интернете. Будет неплохо иметь под рукой справочный материал в книжном формате. Параллельно с усвоением теории нужно научиться паять простые схемы.

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Для соединения радиокомпонентов используют платы. Чтобы сделать контактные дорожки, применяют специальный раствор для травления медной фольги на диэлектрическом слое печатной платы. Лишняя фольга удаляется, остаются только нужные дорожки. К их краям припаивают выводы деталей.

Дополнительная информация. Литиевые аккумуляторы, нагреваясь от паяльника, могут вздуться и разрушиться. Чтобы этого не происходило, применяют точечную сварку.

Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме

Чтобы расшифровать буквенные обозначения деталей в схеме, нужно воспользоваться специальными таблицами, утверждённые ГОСТом. Первая буква означает устройство, вторая и третья литера уточняют конкретный вид радиокомпонента. Например, F означает разрядник или предохранитель. Полностью буквы FV дают знать, что это предохранитель.

Графическое обозначение радиоэлементов в схеме

Графика схем включает в себя условное двухмерное обозначение радиоэлементов, принятых во всём мире. Например, резистор – прямоугольник, транзистор – круг, в котором линиями показано направление тока, дроссель – растянутая пружинка и т.д.

Начинающий радиолюбитель должен иметь под рукой таблицу изображений радиодеталей. Ниже приведены примеры таблиц графических обозначений радиодеталей.

Таблица графических обозначений радиоэлементов на схеме

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Для начинающих радиолюбителей важно запастись справочной литературой, где можно найти информацию о предназначении определённого радиокомпонента и его характеристиках. Как изготовить самостоятельно печатные платы и как правильно паять схемы, можно научиться по видео урокам в сети

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.

О деталях устройства

Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор “Винстар” однострочный WH1601A (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 WH1601A можно применить WH1602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h21. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Принцип работы кварцевого резонатора

Работает прибор на основе пьезоэффекта, проявляющегося на пластинке из кварца, причем низкотемпературного. Элемент вырезают из цельного кристалла кварца, соблюдая задаваемый угол. Последний определяет электрохимические параметры резонатора.

Пластинки с обеих сторон покрывают слоем серебра (подходит платина, никель, золото). Затем их прочно фиксируют в корпусе, который герметизируется. Устройство представляет колебательную систему, которая обладает собственной резонансной частотой.

Когда электроды подвергаются переменному напряжению, пластинка из кварца, обладающая пьезоэлектрическим свойством, изгибается, сжимается, сдвигается (зависит от типа обработки кристалла). Одновременно в ней появляется противо-ЭДС, как это происходит в катушке индуктивности, находящейся в колебательном контуре.

Когда подается напряжение с частотой, совпадающей с собственными колебаниями пластинки, то в устройстве наблюдается резонанс. Одновременно:

у элемента из кварца увеличивается амплитуда колебаний;
сильно уменьшается сопротивления резонатора.

Энергия, которая необходима для поддержания колебаний, в случае равенства частот низкая.

Геометрия пластины

Кварцевые пластины вырезаются под различным углом к осям кристалла. Исторически первые пластины вырезались перпендикулярно электрической оси, имели прямоугольную форму и колебались продольно. Такой выбор объяснялся тем, что в таких пластинах пьезоэффект максимален. Однако подобные резонаторы имеют и существенные недостатки: наличие побочных резонансов и температурную нестабильность. Поэтому в настоящее время такие резонаторы применяются редко.

Попытки усовершенствовать кварцевые резонаторы привели к созданию «косых» срезов, которые более сложны в изготовлении, но обладают массой достоинств, одни из которых высокая температурная стабильность и малое количество побочных резонансов. От геометрии пластины напрямую зависит и резонансная частота кварца. В практике используются десятки видов срезов кристаллических элементов, удовлетворяющих всему многообразию требований к кварцевым резонаторам как по параметрам, так и по их геометрическим размерам, часто лимитируемым конструкцией аппаратуры. Геометрия пьезоэлемента подбирается так, чтобы связанные колебания сдвига по контуру и колебания изгиба не влияли на частоту или чтобы их связь с основным резонансом не проявлялась в пределах рабочего интервала температур.

Резонансная частота является важным параметром, характеризующим кварцевые резонаторы. В настоящее время выпускаются кварцы на резонансные частоты от сотен герц до сотен мегагерц. Кварцевые резонаторы, предназначенные для работы в низкочастотном диапазоне, обычно резонируют на основной (или, как ещё говорят, фундаментальной) гармонике. Исходный кристалл при изготовлении таких резонаторов распиливается параллельно одной из осей кристаллической решетки. Для высокочастотных резонаторов кристалл пилится по другим осям, а вот «гармониковые» кварцы, предназначенные для работы на частотах доходящих вплоть до 150–300 МГц, изготавливают особенно тщательно.

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Особенности проверок

При проверке всегда:

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

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.

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.

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.

Кварцевый резонатор как проверить? проверка кварцевых резонаторов

Схема измерителя кварцев

Кварцевый резонатор-структура, принцип работы, как проверить

Принцип работы

Проверка работоспособности

Точность прибора

Классификация

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Проверка работоспособности

О кварцевом резонаторе замолвим слово

Что это такое, и зачем он нужен

Свойства кварцевого резонатора

Подключение мультиметра

Принцип действия

Эквивалентная схема

Характеристики кварцевых резонаторов

Обозначение радиодеталей на электросхемах

С чего начать чтение схем

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме

Графическое обозначение радиоэлементов в схеме

Способ № 1

О деталях устройства

Принцип работы кварцевого резонатора

Геометрия пластины

Проверка сразу двух кварцевых резонаторов

Заключение

Похожие записи: