Kystaoskillaattorin toimintaperiaate

Yhteenveto kideoskillaattorista

Kideoskillaattorilla tarkoitetaan kiekkoa, joka on leikattu kvartsikiteestä tietyn atsimuuttikulman mukaisesti, kvartsikideresonaattoria, jota kutsutaan kvartsikiteeksi tai kideoskillaattoriksi;Pakkauksen sisällä olevaa IC-elementtiä kutsutaan kideoskillaattoriksi.Sen tuotteet pakataan yleensä metallikoteloihin, mutta myös lasikoteloihin, keramiikkaan tai muoviin.

Kideoskillaattorin toimintaperiaate

Kvartsikideoskillaattori on resonanssilaite, joka on valmistettu kvartsikiteen pietsosähköisestä vaikutuksesta.Sen peruskoostumus on suunnilleen seuraava: Kvartsikiteestä tietyn atsimuuttiviipaleen mukaan, joka on päällystetty hopeakerroksella sen kahdella vastaavalla pinnalla elektrodeiksi, hitsattu lyijylanka kummassakin elektrodissa on kytketty tappiin, yhdistettynä pakkauksen kuoreen. kvartsikideresonaattori, jota kutsutaan kvartsikiteeksi tai kidevärähtelyksi.Sen tuotteet pakataan yleensä metallikoteloihin, mutta myös lasikoteloihin, keramiikkaan tai muoviin.

Jos sähkökenttä kohdistetaan kvartsikiteen kahteen elektrodiin, siru muuttaa muotoaan mekaanisesti.Kääntäen, jos mekaanista painetta kohdistetaan sirun molemmille puolille, syntyy sähkökenttä sirun vastaavaan suuntaan.Tätä fysikaalista ilmiötä kutsutaan pietsosähköiseksi efektiksi.Jos sirun kahteen napaan syötetään vaihtojännite, siru tuottaa mekaanisia värähtelyjä, jotka vuorostaan ​​synnyttävät vuorottelevia sähkökenttiä.

Yleensä sirun mekaanisen värähtelyn amplitudi ja vaihtosähkökentän amplitudi on hyvin pieni, mutta kun käytetyn vaihtojännitteen taajuus on tietty arvo, amplitudi kasvaa merkittävästi, paljon enemmän kuin muilla taajuuksilla. , tätä ilmiötä kutsutaan pietsosähköiseksi resonanssiksi, joka on hyvin samanlainen kuin LC-piirin resonanssi.Sen resonanssitaajuus liittyy leikkaustapaan, geometriaan ja sirun kokoon.

Kun kide ei värähtele, sitä voidaan pitää litteänä kondensaattorina, jota kutsutaan sähköstaattiseksi kapasitanssiksi C, ja sen koko liittyy sirun geometriseen kokoon ja elektrodin pinta-alaan, yleensä noin muutamasta ihomenetelmästä kymmeniin skin-menetelmään. .Kiteen värähteleessä mekaanisen värähtelyn inertia vastaa induktanssia L. Yleensä L-arvot vaihtelevat kymmenistä satoihin asteisiin.Sirun elastisuus voi vastata kapasitanssia C, joka on hyvin pieni, yleensä vain 0,0002 ~ 0,1 pikogrammaa.Kitkan aiheuttama häviö kiekon värähtelyn aikana vastaa R:tä, jonka arvo on noin 100 ohmia.Koska sirun vastaava induktanssi on erittäin suuri ja C on hyvin pieni, R on myös pieni, joten piirin laatutekijä Q on erittäin suuri, jopa 1000 ~ 10000. Lisäksi itse sirun resonanssitaajuus liittyy periaatteessa vain sirun leikkausmoodiin, geometriaan ja kokoon, ja se voidaan tehdä tarkasti, joten kvartsiresonaattoreista koostuva oskillaattoripiiri voi saavuttaa korkean taajuuden vakauden.

Tietokoneissa on ajastuspiiri, ja vaikka termiä "kello" käytetään yleisesti viittaamaan näihin laitteisiin, ne eivät itse asiassa ole kelloja tavallisessa merkityksessä.Niitä voisi paremmin kutsua ajastimille.Tietokoneen ajastin on yleensä tarkasti työstetty kvartsikide, joka värähtelee jännitysrajoissaan taajuudella, joka riippuu siitä, kuinka itse kide leikataan ja kuinka paljon jännitystä siihen kohdistuu.Jokaiseen kvartsikiteeseen liittyy kaksi rekisteriä, laskuri ja pitorekisteri.Jokainen kvartsikiteen värähtely pienentää laskuria yhdellä.Kun laskuri laskee nollaan, syntyy keskeytys ja laskuri lataa alkuarvon uudelleen pitorekisteristä.Tämä lähestymistapa mahdollistaa ajastimen ohjelmoinnin generoimaan 60 keskeytystä sekunnissa (tai millä tahansa muulla halutulla taajuudella).Jokaista keskeytystä kutsutaan kellon tikitykseksi.

Sähköisesti kideoskillaattori voi vastata kaksinapaista verkkoa, jossa kondensaattori ja vastus ovat rinnakkain ja kondensaattori sarjassa.Sähkötekniikassa tässä verkossa on kaksi resonanssipistettä, jotka on jaettu korkeisiin ja mataliin taajuuksiin.Alempi taajuus on sarjaresonanssi ja korkeampi taajuus on rinnakkaisresonanssi.Itse kiteen ominaisuuksista johtuen näiden kahden taajuuden välinen etäisyys on melko lähellä.Tällä hyvin kapealla taajuusalueella kideoskillaattori vastaa induktoria, joten niin kauan kuin kideoskillaattorin kaksi päätä on kytketty rinnan sopivien kondensaattoreiden kanssa, se muodostaa rinnakkaisen resonanssipiirin.Tämä rinnakkaisresonanssipiiri voidaan lisätä negatiiviseen takaisinkytkentäpiiriin sinimuotoisen värähtelypiirin muodostamiseksi.Koska kideoskillaattorin induktanssia vastaava taajuusalue on hyvin kapea, tämän oskillaattorin taajuus ei juuri muutu, vaikka muiden komponenttien parametrit vaihtelevat suuresti.

Crystal oskillaattorilla on tärkeä parametri, eli kuormakapasitanssin arvo, valitse rinnakkaiskapasitanssi, joka on yhtä suuri kuin kuormakapasitanssin arvo, voi saada kideoskillaattorin nimellisen resonanssitaajuuden.Yleinen värähtelykidevärähtelypiiri ovat kiteisiin kytketyn invertoivan vahvistimen vastakkaisissa päissä on kaksi kapasitanssia vastaanottaa kiteiden päitä, vastaavasti kukin kapasitanssi vastaanottimen toisella puolella, kahden sarjassa olevan kondensaattorin kapasiteetin tulee olla yhtä suuri kuormakapasitanssiin, kiinnitä huomiota siihen, että yleiset IC-nastat ovat vastaavat tulokapasitanssilla, tätä ei voida jättää huomiotta.Yleensä kideoskillaattorin kuormakapasitanssi on 15 tai 12,5 skiniä.Jos otetaan huomioon komponenttinapojen vastaava tulokapasitanssi, kahdesta 22 skin-kondensaattorista koostuvan kideoskillaattorin värähtelypiiri on parempi valinta.