| |||||||||||||
www.quartz1.com
 Кварцевые резонаторы SMD 0532Кварцевые резонаторы SMD 0705 серия MQУпаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1000 кварцевых резонаторов.Возможна поставка кварцевых резонаторов на частоты заказчика:
|
| Типоразмер | A | B | C | D | E |
|---|---|---|---|---|---|
| 0532 (MJ) | 5,0 мм | 3,2 мм | 2,6 мм | 2,3 мм | 0,8 мм |
| 0705 (MQ) | 7,0 мм | 5,0 мм | 4,6 мм | 2,5 мм | 1,3 мм |
Технические характеристики кварцевых резонаторов для поверхностного монтажа
| Маркировка резонатора | Диапазон частот | Емкость нагрузки | Шунтирующая емкость | Сопротивление потерь | Отклонение частоты | Температурная стабильность | Долговременная стабильность |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MJ (0532) | 8,0…80 МГц | 12 пФ | 3,0 пФ типовая | 25 Ом | 30 ppm | ± 20 ppm | ± 2 ppm |
| MQ (0705) | 8,0…110 МГц | 12 пФ | 3,0 пФ типовая | 25 Ом | 25 ppm | ± 20 ppm | ± 2 ppm |
Кварцевые резонаторы представляют собой кристалл кварца с нанесенными на его поверхность двумя электродами. Кристалл закреплен в корпусе, при подаче на него переменного электрического напряжения, система меняет свои механические характеристики. При совпадении часто электрического воздействия и собственного резонанса кварцевой механической системы происходит понижение затрат энергии необходимой для поддержания генерации. Это свойство используется в колебательном контуре, включенном в цепь генератора частоты. Высокая добротность резонансной характеристики колебательного контура используемой в схеме генератора позволяет получать стабильную частоту на его выходе. SMD кварцевые генераторы широко используются в изделиях электронной техники в качестве генераторов тактовой частоты синхронизирующих работу узлов и блоков приборов. Предельное значение резонансной частоты кварцевого резонатора ограничено механическими размерами и свойствами структуры кристалла, имеют максимальное значение частоты около 150МГц в случае использования мезо структуры резонатора. В SMD корпусах аналогичных типоразмеров 0532 и 0705 поставляются кварцевые тактовые генераторы для поверхностного монтажа в диапазоне частот от 6МГц до 150МГц. В SMD корпусах меньших типоразмеров SS и 3215 поставляются часовые кварцевые резонаторы. Для бюджетных применений предназначен микроминиатюрный керамический SMD резонатор Murata на 16МГц. Для стабилизации более высоких частот применяют SMD ПАВ резонаторы на 433,92МГц
Технические характеристики кварцевых резонаторов SMD 0532 для поверхностного монтажа
Технические характеристики кварцевых резонаторов SMD 0705 для поверхностного монтажа
Корзина пуста
Мы надеемся, что вся информация, представленная в каталоге, будет полезна и производителям промэлектроники, и сервисным центрам, и радиолюбителям.
Информация по размерам контактных площадок электронных компонентов, применяемых для разработки, сборки и монтажа печатных плат, находится в разделе Печатные платы.
www.smd.ru
Кварцевый резонатор маркировка на корпусе, кварц как проверить
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.
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.
Как проверить кварцевый резонатор
Проблемы с небольшими приборами возникают, если они получают сильный удар. Такое происходит при падении устройств, содержащих в конструкции резонаторы. Последние выходят со строя и требуют замены по тем же параметрам.
Проверка резонатора на работоспособность требует наличия тестера. Его собирают по схеме на основе транзистора КТ3102, 5 конденсаторов и 2 резисторов (устройство подобно кварцевому генератору, собранному на транзисторе).
Прибор необходимо в подключаемых соединениях, подключениях подключить к базе транзистора и отрицательному полюсу, защищая установкой защитного конденсатора. Питание схемы включения постоянное – 9В. Плюс подключают на вход транзистора, к его выходу – через конденсатор – частотомер, который фиксирует частотные параметры резонатора.
Схемой пользуются при настройке контура колебаний. Когда резонатор исправный, он при подключении выдает колебания, которые приводят к появлению переменного напряжения на эмиттере транзистора. Причем частота напряжения совпадает с аналогичной характеристикой резонатора.
Прибор неисправен, если частотомер не фиксирует возникновение частоты или определяет наличие частоты, но она – либо намного отличается от номинала, либо при нагреве корпуса паяльником сильно изменяется.
EFC ›
Блог ›
Что такое резонатор?
Резонатор – деталь выхлопной системы, гасящая звуковые колебания после выхода газов из камеры сгорания
Основная задача резонатора — гасить звуковые колебания ревущих выхлопных газов, вырывающихся из камеры сгорания. Размер, форма и конструкция резонатора напрямую влияют на то, насколько громко будет работать двигатель. При поломке этой детали нарушается работа всей выхлопной системы. Автомобиль становится шумным, в салон проникает запах выхлопа.
История появления резонатора в выхлопной системе
Первый резонатор появился на автомобиле в начале XX века. Снижение уровня шума было первой задачей, которую пришлось решать разработчикам, так как вскоре после появления серийных машин проявилось недовольство пешеходов их чрезмерно шумной работой. С этой детали началось создание полноценной выхлопной системы, которую можно видеть в современных автомобилях.
Принцип работы резонатора
Выхлопные газы образуются в камере сгорания и выводятся из цилиндра через выпускной клапан. После этого они на большой скорости движутся по выпускному коллектору и приемной трубе. При этом температура газовой смеси составляет около 650 градусов Цельсия, поэтому детали выхлопной системы подвергаются серьезной тепловой нагрузке.
Труднее всего создать конструкцию резонатора для спортивного автомобиля. С одной стороны, он должен пропускать через себя поток газов, не создавая препятствий. С другой — снижать уровень шума
Далее газовый поток попадает в катализатор, а затем в резонатор, который представляет собой полость с одной или несколькими камерами. Через камеры проходит труба с небольшими отверстиями, через которые проходит разделенный поток газов. Прохождение через трубу способствует взаимному поглощению звуковых волн.
Виды резонаторов
Более сложные современные резонаторы могут иметь оболочку, между слоями которой располагается теплоизоляционный материал. Такие детали не только поглощают шумы, но и позволяют защитить кузов от нагревания.
Все чаще в автомобилестроении встречаются комбинированные резонаторы, которые состоят из двух частей. Первая часть детали основана на классической конструкции с трубой и внутренними переборками, а вторая – заполняется шумопоглощающим материалом (обычно базальтовым волокном). Такие комбинированные резонаторы работают эффективней обычных.
Эксплуатация и неполадки резонатора
Дольше всего служит резонатор с двойным корпусом. Материал должен быть невосприимчивым к коррозии. Как правило, недорогие глушители для автомобилей потребительского рынка делают из алюминированной стали, то есть обычной стали, покрытой тонким слоем алюминия, защищающего поверхность от коррозии. Немаловажную роль играет и объем резонатора. От этого показателя зависит эффективность его работы. Если объема недостаточно, то во время резкого нажатия на педаль газа шумы будут существенно усиливаться, а сама деталь может начать вибрировать.
Покупая резонатор из аллюминированной стали, следует помнить, что невысокая цена изделия получена путем снижения долговечности. Лучшие резонаторы делают из нержавейки
Как и любая часть выхлопной системы, резонатор подвергается вредному воздействию агрессивных факторов: работа в среде газа, высокие температуры. Из-за этого срок службы деталей выпускной системы весьма невелик. Признаками поломки могут быть усиление шумов, запах выхлопных газов в машине, наличие струек дыма под днищем. В этом случае его следует менять.
Резонатор в автоспорте
Благодаря простоте и небольшому весу резонатор находит применение в автомобильном спорте, однако для этих целей деталь часто подвергается существенным изменениям. Как правило, в спортивные автомобили устанавливают резонаторы, имеющие камеру более сложного типа, которая обеспечивает звукопоглощение и обладает минимальным сопротивлением, то есть не повышает обратное давление в выхлопной системе. Спортивные глушители делают, как правило, из нержавеющей стали, так как у нее более гладкая поверхность (создающая минимум завихрений в системе), и сделанные из нее детали лучше работают в экстремальных температурных режимах.
otdelkagres.ru
Обозначение на схеме кварцевого резонатора
Кварцевый резонатор – это радиотехнический элемент, в котором объединены два эффекта: механический резонанс и пьезоэлектричество. Данный элемент является основным в резонансных схемах, то есть в таких, где требуется точная настройка на строго определенную частоту. Это опорные (задающие) генераторы и фильтры.
Кварцевый резонатор
Точность и стабильность генерации важны для нормальной работы приемопередающих устройств, часов. Но иногда даже точность кварцевых элементов недостаточна. Так, для работы системы GPS и ГЛОНАСС нужна синхронизация времени с точностью до 10-12, а это возможно только с применением атомных часов.
Принцип действия
Кварцевый резонатор, как следует из названия, представляет собой пластинку из монокристаллического кварца, который обладает пьезоэлектрическим эффектом. Вещества пьезоэлектрики обладают свойством поляризации при механическом воздействии. При сжатии пластинки из пьезоэлектрика на ней образуется разность потенциалов.
Самый распространенный пример – пьезозажигалка. Это прямой пьезоэффект. Все пьезоэлектрики обладают также и обратным пьезоэффектом: при воздействии потенциала в пьезоэлементе возникает механическое напряжение. Пьезоэффектом обладают следующие вещества:
- Кварц;
- Сульфат лития;
- Сегнетова соль;
- Цирконат-титанат свинца;
- Титанат бария.
Кварц получил наибольшее распространение, поскольку обладает высокой прочностью, химической инертностью. Он, в отличие от некоторых пьезоэлектриков, абсолютно не взаимодействует с водой.
Кристалл кварца
Каждое упругое тело обладает собственной частотой механического резонанса. Не исключение – кварцевая пластина. Воздействуя на нее электрическим напряжением с частотой механического резонанса, можно получить колебательную систему с ничтожно малыми затратами энергии.
Устройство резонатора
Для резонаторов используют пластинки кварца, вырезанные из монокристалла в строго определенном направлении. От выбора направления зависит характер пьезодеформации элемента и параметры колебательной системы. На плоских поверхностях пластины размещают обкладки – металлические электроды. Обкладки могут быть закреплены механическим способом или нанесены при помощи металлизации. К обкладкам крепят выводы и помещают конструкцию в герметичном корпусе.
Устройство
Габаритные размеры резонатора во многом зависят от частоты резонанса, поскольку чем она ниже, тем больше габариты пьезоэлемента. Тщательно выбирая ориентацию распила монокристалла, в настоящее время научились выпускать кварцевые резонаторы, приспособленные для SMD монтажа.
Кварц – один из самых распространенных минералов в природе. Он часто встречается в виде кристаллов, пригодных для изготовления резонаторов, но в подавляющем большинстве случаев для этих целей нужен сверхчистый материал без признаков скрытых дефектов. Именно поэтому в промышленности используются искусственно выращенные кристаллы с заданными геометрическими размерами, которые отличаются высокой чистотой.
Достоинства и недостатки
Кварцевый резонатор обладает высокой добротностью. Простыми словами, это затраты энергии на поддержание колебаний. Они очень малы. Точность и стабильность поддержания частоты составляют до 10-6Гц. Это максимально возможное значение среди аналогичных устройств. Еще большую точность можно получить, применив термостабилизацию задающих генераторов. Среди достоинств также высокая механическая прочность, долговечность и надежность.
Основной недостаток – невозможность перестройки. Кварцевый резонатор может работать только на частоте механического резонанса и, в крайнем случае, на гармониках – кратных частотах, превышающих основную в два и более раз. Работа на гармониках используется для генерации в диапазоне выше 50МГц, поскольку толщина пластинки кварца в таком случае очень мала, и ее изготовление и эксплуатация вызывает серьезные затруднения. Использование гармоник усложняет электрическую схему, поэтому чаще применяют генерацию на основной частоте с последующим умножением.
Использование фильтров на кварцах вместо традиционных LC цепей позволяет избавиться от габаритных катушек индуктивности и упростить настройку сложных многозвеньевых фильтров, поскольку частота резонаторов регламентирована и выдерживается в строгих параметрах.
Типовые схемы
Кварц – это диэлектрик, а устройство конструкции делает его очень похожим на конденсатор, которым он, по сути, и является. В некоторых радиоустройствах при неграмотном проектировании может наблюдаться микрофонный эффект, когда при ударах возникает случайная генерация. Это связано с пьезоэлектрическим эффектом в некоторых керамических конденсаторах.
Разработано множество типовых схем включения кварцевых резонаторов в качестве частотозадающих элементов генераторов и фильтров. Все области применения основаны на эквивалентной схеме, которая представляет собой параллельный колебательный контур.
Эквивалентная схема
В зависимости от того, какой тип схемы используется, сигнал генератора может быть как синусоидальным, так и прямоугольным. Задающие генераторы аналоговых устройств, гетеродины, генераторы несущих частот используют исключительно синусоидальные сигналы. Для работы цифровой техники нужны генераторы прямоугольных импульсов.
Для обеспечения высокой точности установки частоты задающего генератора некоторые устройства имеют цепи термостабилизации. Для этого часть схемы вместе с кварцевым генератором помещается в герметичный теплоизолированный корпус с нагревательным элементом. Зачем нужен нагреватель? Он предназначен для того, чтобы поддерживать стабильную температуру, заведомо большую, чем у окружающей среды.
Поскольку кварцевый резонатор имеет много общего с конденсатором, их обозначение также имеет некоторое сходство. На схеме он обозначается двумя параллельными линиями, обкладками, между которыми находится прямоугольный элемент.
Условное обозначение
Разновидности
В простейшем варианте резонатор имеет вид пластинки кварца, расположенной между металлическими электродами и помещенный в герметичный корпус. Ранее корпус выполнялся разборным, и многие радиолюбители, ввиду дефицитности радиоэлементов, самостоятельно занимались подгонкой резонанса путем шлифовки кварцевой пластины.
В настоящее время подавляющее большинство элементов имеют неразборный корпус, в котором находится кварцевый элемент с металлизированными обкладками. Корпус герметичен и имеет выводы для пайки. На корпусе нанесено цифро-буквенное значение, обозначающее частоту резонанса.
Маркировка
Обратите внимание! Частота, указанная в килогерцах, является частотой механического резонанса. Если обозначение приведено в мегагерцах, то резонатор рассчитан на работу на гармониках основного резонанса.
Наличие отработанных типовых схем генераторов позволило размещать в одном корпусе дополнительные элементы, получая готовый модуль кварцевого генератора. Внешне генератор от резонатора отличается наличием большего количества выводов.
Генератор
Для построения схем фильтров используются кварцевые резонаторы с несколькими обкладками. Фильтры высоких порядков содержат в одном корпусе несколько колебательных контуров. Такая конструкция позволяет достичь высоких параметров и повторяемости схем при минимальных габаритах устройств.
Полосовой фильтр
Фильтры даже высоких порядков, выполненные на основе кварцевых резонаторов, отличаются большими значениями добротности и меньшими искажениями фазовой характеристики.
Видео
Оцените статью:jelectro.ru
Кварцевый резонатор | Описание, принцип работы
Что такое кварц
На самом деле, кварц – это один из самых распространенных минералов в земной коре. Его доля составляет около 60%! Если полупроводниковые радиокомпоненты в основном делают из кремния, то кварц также состоит из кремния но в связке с кислородом. Его формула SiO2.
Выглядит он примерно вот так:
Ну прямо сокровище какое-то!
Но сокровище спрятано не в самом кварце, а в том, каким свойством он обладает. И этот эффект кварца сделал революцию в прецизионной (точной) электронике…
Еще в 19 веке два брата Кюри обнаружили интересное свойство некоторых твердых кристаллов генерировать ЭДС , деформируя эти кристаллы.
Существует также и обратный эффект, то есть при подаче напряжения мы можем деформировать эти кристаллы. Невооруженным глазом это практически не заметно. Такой эффект называется пьезоэффектом, а вещества – пьезоэлектриками.
ЭДС возникает только в процессе сжатия или растяжения. Может быть вы подумали, прижать такой кристалл и всю жизнь получать из него энергию? Побрейтесь). Кстати, пьезоизлучатель тоже относится к пьезоэлектрикам и из него можно получить ЭДС. Ниже на видео светодиод, подпаянный к пьезоизлучателю. Когда мы давим на пьезоизлучатель, вырабатывается ЭДС, которая и зажигает маленький светодиод:
Не так давно смотрел фильм по National Geographic. Там целые пьезоэлектрические плиты устанавливали на дороге. По ним ходили люди и вырабатывали электрическую энергию, сами того не подозревая). Кстати, очень халявная, чистая и возобновляемая энергия))).
Ладно, что-то отвлекся… Так вот, кристаллы кварца тоже обладают пьезоэффектом и способны также вырабатывать ЭДС или деформироваться (изгибаться, изменять форму) под воздействием электрического тока.
Кварцевый резонатор
Резонатор – (от лат. resono – звучу в ответ, откликаюсь) – это система, которая способна совершать колебания с максимальной амплитудой, то есть резонировать, при воздействии внешней силы определенной частоты и формы. Получается, кварцевый резонатор в электронике, а в народе просто “кварц”, – это радиоэлемент, который способен резонировать, если на него подать переменный ток определенной частоты и формы.
Кварцевые резонаторы выглядят в основном вот так:
Разобрав кварцевый резонатор, можно увидеть воочию сам кристалл кварца. Давайте вскроем кварц советского производства вот в таком корпусе:
Итак, что мы тут видим? Прозрачный кристалл кварца, размещенный между двумя металлическими пластинками, к которым подпаяны выводы самого кварца.
В маленьких кварцах типа этих
используются тонкие прямоугольные пластинки кварца. Здесь правило такое: чем больше толщина пластинки, тем ниже рабочая частота кварца. Поэтому, самые высокие частоты, на которые делают кварцы, составляет не более 50 Мегагерц, так как пластинка получается очень тонкая, что создает трудности при ее изготовлении. Да и держать ее как-то надо в корпусе, не поломав. По идее, можно выжать из кварца частоту и до 200 Мегагерц, но работать такой кварц будет на обертоне.
Что такое обертоны
Обертоны, или как еще их называют, моды или гармоники – это кратные частоты, выше основной частоты кварца. С помощью фильтров гасят основную частоту кварца и выделяют обертон. В кварцевом резонаторе в режиме обертонов используют нечетные обертоны. Если основная частота кварца F – это первый обертон, то его рабочие обертоны будут как 3F, 5F, 7F, 9F. Стоит также отметить, что амплитуда обертона убывает с ростом его частоты, поэтому далее 9 обертона смысла брать уже нет, так как выделять амплитуду маленького сигнала очень трудно.
Пример: возьмем кварц с частотой в 10 Мегагерц. Тогда мы можем возбудить его на обертонах в 30 Мегагерц (третий обертон), в 50 Мегагерц (пятый обертон), в 70 Мегагерц (седьмой обертон) и максимум в 90 Мегагерц (девятый обертон).
Чтобы хоть как-то понять, что такое обертоны, для примера послушайте основную частоту 110 Герц и ее обертоны.
Схема, которая возбуждает кварц на обертонах, сложная и не очень надежная, так как во-первых, надо “давить” главную частоту кварца и выделять обертон, а во-вторых, кварц может возбудиться в режиме случайных колебаний. На практике все-таки делают схемы с умножением главной частоты кварца, что намного проще и надежнее.
Обозначение кварца на схеме
Кварц является диэлектриком. А что будет если тонкий диэлектрик разместить между двумя металлическими пластинами? Получится конденсатор! Конденсатор получается очень маленькой емкости, так что замерить его емкость вряд ли получится. Зато не стали мудрить со схемотехническим обозначением кварца, и на схемах его показывают как прямоугольный кусочек кристалла, заключенный между двумя пластинками конденсатора:
Принцип работы кварца
Очень много мифов ходит по интернету именно о кварцевом резонаторе. Самый популярный миф гласит так: если подать постоянное напряжение на кварцевый резонатор, он будет выдавать переменное напряжение с частотой, которая на нем указана. Насчет “частоты, указанной на нем”, я, может быть, соглашусь, но насчет постоянного напряжения – увы. Кристалл кварца просто сожмется или разожмется). Некоторые вообще до сих пор думают, что кварц сам по себе выдает переменный ток ) Ага).
Для того, чтобы понять принцип работы кварцевого резонатора, надо рассмотреть его эквивалентную схему:
С – это собственно емкость между обкладками конденсатора. То есть если убрать кристалл кварца, то останутся две пластины и их выводы. Именно они и обладают этой емкостью.
С1 – это динамическая емкость самого кристалла. Динамическая – это значит проявляется при работе кварца. Ее значение несколько фемтоФарад. Фемто – это 10-15 !
L1 – это динамическая индуктивность кристалла. Она может достигать несколько тысяч Генри!
R1 – динамическое сопротивление, при работе кварца может достигать от нескольких Ом и до нескольких КилоОм
Можно заметить, что С1, L1 и R1 образуют последовательный колебательный контур, который обладает своей резонансной частотой.
Принцип работы кварцевого резонатора такой: если к обкладкам кварцевого резонатора подвести переменное напряжение, то его пластинка начнет колебаться с частотой подведенного напряжения. Если подведенная частота будет совпадать с собственной резонансной частотой колебания кварца, то наступит резонанс. Напряжение на обкладка кварца резко возрастает. В этом случае кварцевый резонатор ведет себя, как настроенный на определенную частоту колебательный контур с очень высокой добротностью.
Каждый кварц имеет разные частоты последовательного и параллельного резонанса. Если мы видим на кварце вот такую надпись
это говорит нам о том, что на частоте последовательного резонанса мы можем возбудить этот кварц на частоте 8 Мегагерц. В основном кварц работает на частоте последовательного резонанса. Здесь также есть еще одно правило: если частота маркируется в целых числах в Килогерцах – это работа на основной гармонике, а если в Мегагерцах через запятую – это обертонная гармоника. Например: РГ-05-18000кГц – резонатор для работы на основной частоте, а РГ-05-27,465МГц – для работы на 3-ем обертоне.
И запомните раз и навсегда:
Также рекомендую к прочтению продолжение статьи, которая называется кварцевый генератор.
www.ruselectronic.com
Прибор для проверки кварцевых резонаторов+кварцевый калибратор
Здравствуйте, уважаемые Авторы, Журналисты, Читатели!В этой статье я расскажу, как изготовил простой прибор, позволяющий проверять исправность кварцевых резонаторов и генерировать сигналы образцовых частот в широком диапазоне. А также определять частоту кварцевых резонаторов, если она не известна.
Повторить прибор не составит большого труда. Достаточно базовых знаний, навыков и минимума материалов и инструментов.
В настоящее время кварцевые резонаторы можно встретить на каждом шагу. Они применяются в часах, радиоприёмниках, телевизорах, компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях и даже в некоторых стиральных машинах и холодильниках!
Разумеется, мастера — самодельщики тоже используют «кварцы» в своих конструкциях.
Много лет назад я собрал по схеме из какого-то журнала примитивный приборчик. В панельку вставлялся кварцевый резонатор и на выходе получалась точная, стабильная частота, указанная на корпусе кварца. Помогало проверить и настроить приёмники и другие приборы.
Со временем появился большой выбор кварцев и, казалось бы,теперь можно генерировать множество образцовых частот. Однако, я стал замечать, что далеко не каждый кварц работает в этом приборе. К тому же возникла необходимость проверять кварцевые резонаторы на исправность перед их установкой в свои конструкции и при ремонте различной аппаратуры. Прибор меня разочаровал и я его продал или просто подарил кому-то, точно не помню.
Недавно я решил изготовить подобный прибор, используя накопленные знания и опыт. По моей задумке, новый прибор должен быть в разы лучше, сохранив простоту в изготовлении. Вот что у меня получилось.
Это принципиальная электрическая схема прибора.
Условно я разбил её на две части.
Генераторная. При подключении испытуемого кварца, если он исправен, возникает генерация. Частота генерации определяется кварцевым резонатором. Получается маломощный передатчик, в спектре сигнала которого, помимо основной частоты, присутствуют её гармоники, то есть частоты, кратные основной. Например, если подключить кварц на частоту 10 МГц, в спектре так же будут частоты 20 МГц, 30 МГц и так далее. Это позволяет проверять и точно настраивать различную аппаратуру.
Индикаторная. Определяет наличие генерации и зажигает светодиод.
К генераторной части предъявляются весьма жёсткие требования. Генерация должна возникать при подключении любого исправного кварца, любого конструктивного исполнения. В тоже время не должна возникать «паразитная» генерация, то есть при отсутствии кварца или при подключении неисправного резонатора.
Я решил применить не биполярный, как можно встретить в большинстве подобных устройств, а полевой транзистор. Так схема получается проще и стабильнее в работе. Режим работы транзистора VT1 по постоянному току задан резисторами R1 и R2. Проверяемый кварц через конденсатор C1 подключается к затвору и стоку транзистора. При исправном резонаторе создаётся положительная обратная связь и возникает генерация. Для подключения кварца решил использовать небольшие зажимы типа «крокодил» с проводами небольшой длины. Такие зажимы позволяют легко подключать кварцы с самыми разными выводами. Провода также выполняют функцию передающей антенны. Конденсатор C2 закорачивает по высокой частоте провод питания на общий провод. Корпус транзистора соединён с общим проводом.
Индикаторная часть.
Чтобы сделать её максимально простой, я решил применить так называемый транзисторный детектор. Раньше его называли триодным детектором. Его изредка можно встретить в схемах старых радиоприёмников. В отличие от диодного детектора, триодный не только детектирует, но и усиливает продетектированный сигнал. Колебания с выхода генераторной части через конденсатор небольшой ёмкости C3 поступают на базу транзистора VT2. При положительных полупериодах колебаний транзистор открывается и в его коллекторной цепи протекают импульсы тока. Этими импульсами заряжается конденсатор С4. Параллельно конденсатору через ограничительный резистор R4 подключен светодиод HL1, который начинает светиться. База транзистора через резистор R3 подключена к общему проводу, поэтому в отсутствие сигнала транзистор закрыт и светодиод не светится. Таким образом, индикаторная часть однозначно показывает наличие или отсутствие генерации, то есть исправность проверяемого кварцевого резонатора.
Цепь питания прибора состоит из колодки для подключения батарейки 9 В типа «Крона», выключателя S1, диода VD1 защиты от переплюсовки и конденсатора C5.
Далее я расскажу, как изготовить этот прибор.
Детали и материалы:
Транзистор КП307Б
Транзистор КТ325В
Диод Д310
Конденсатор керамический малогабаритный 47 нФ — 2 шт.
Конденсатор керамический малогабаритный 20 пФ
Конденсатор электролитический 47мкФ х 16В
Конденсатор электролитический 470мкФ х 16В
Резистор 10 МОм
Резистор МЛТ-0,125 560 Ом
Резистор МЛТ-0,125 100 кОм
Резистор МЛТ-0,125 470 Ом
Светодиод
Переключатель или кнопка с фиксацией
Колодка под батарейку типа «Крона»
Зажим «крокодил» — 2шт.
Пластиковый прозрачный контейнер для мелочей
Стеклотекстолит фольгированный
Провод монтажный многожильный
Припой
Канифоль
Поролон
Клей
Растворитель 646
Ветошь
Инструменты:
Паяльник 25-40 Вт
Кусачки
Ножницы
Нож
Шило
Пинцет
Пассатижи
Лобзик
Напильник
Мини дрель с насадками
Перманентный фломастер
Линейка
Лупа
Швейная иголка
Мультиметр
Процесс изготовления.
Шаг 1.
Изготовление платы.
В качестве заготовки я решил использовать самодельную плату из фольгированного стеклотекстолита, которую я изготовил много лет назад. На ней были собраны макеты нескольких устройств. Хороша она тем, что имеются небольшие кружочки «пятачки», окруженные фольгой, выполняющей функцию общего провода. Такая плата идеально подходит для изготовления ВЧ устройств, каковым и является данный прибор. Также на этой плате имеется провод питания в виде дорожки. Если у Вас подобной платы нет, её легко изготовить, вырезав кружочки при помощи мини дрели с насадкой наподобие зубоврачебного бора. Или при помощи линейки и резака изготовленного из ножовочного полотна. В этом случае надо вырезать не кружочки, а квадратики.
Шаг 2.
Монтаж деталей на плату.
Залудив выводы деталей, я распаял их на плате, как показано на фотографиях. При монтаже старался выводы деталей сделать по возможности короткими, это важно для ВЧ устройств. Затем лобзиком аккуратно отпилил с двух сторон ненужные части платы и обработал края напильником. Конечно, это неправильно, эти операции нужно делать до монтажа деталей. Но всё дело в том, что я точно не знал, сколько деталей и каких потребуется для этой самоделки. Определился в процессе работы. Используя лупу осмотрел монтаж, особое внимание уделил отсутствию замыканий «пятачков» с окружающей их фольгой. При помощи швейной иголки и тряпочки смоченной растворителем очистил плату от остатков канифоли. В результате у меня получилась плата размерами 65 х 40 мм.
Здесь обозначение выводов транзисторов, в том положении, как они распаяны на плате. Также обозначены аноды диода, светодиода и плюсовые выводы электролитических конденсаторов.
Шаг 3.
Изготовление корпуса.
Сначала я хотел изготовить или подобрать готовый металлический корпус. Но мне попался на глаза небольшой пластиковый контейнер для мелочей. Вот такой.
Решил его использовать. У него 4 небольших и одно большое отделение. Прикинул, что в одном отделении можно будет разместить плату, в другом батарейку, в третьем выключатель питания, в четвёртом зажимы с проводами и подключенным кварцем. В пятом (большом) отделении можно разместить набор резонаторов. Кроме того, корпус полупрозрачный, поэтому не надо будет думать, где и как разместить светодиод, чтобы он был виден с разных сторон. Корпус будет свободно пропускать радиоволны, излучаемые прибором, при этом можно будет закрыть крышку, никакие провода снаружи болтаться не будут и можно будет легко перемещать прибор в нужное место.
Первым делом я наметил маркером место отверстия для крепления выключателя питания и три места прорезей для проводов. Сделал отверстие и прорези.
Шаг 4.
Для того,чтобы батарейка и набор кварцев не болтались в корпусе, вырезал 4 подкладки из поролона.
И приклеил их на соответствующие места.
Шаг 5.
Монтаж всего прибора.
Отмерил необходимое количество провода,чтобы соединить плату с колодкой и выключателем, а также зажимы «крокодил» с платой. Провода взял разных цветов. Спаял согласно схеме. Провода свил между собой.
Шаг 6.
Сборка в корпусе.
Закрепил выключатель питания гайкой, плату закреплять не стал, она хорошо держится в своём отделении корпуса. Уложил провода в соответствующие прорези. Прибор готов!
Шаг 7.
Проверка работоспособности прибора.
Результаты испытаний.
Прибором было проверено большое количество кварцевых резонаторов в диапазоне частот от 1,000 МГц до 79,000 МГц, самого разного конструктивного исполнения. Разных лет изготовления, начиная с 1961 года. Прибор чётко определил неисправные резонаторы. Кроме того, один исправный кварц был умышленно выведен из строя. Для этого на пластину была нанесена капля клея. Прибор показал, что резонатор неисправен.
Излучаемый прибором сигнал (при частоте кварца 24,200 МГц) фиксировался простейшим индикатором поля на расстоянии 10 см, а радиоприёмником (на третьей гармонике) на расстоянии не менее 15 м.
Работоспособность прибора сохранялась при снижении напряжения батареи питания до 4,0 Вольт (с уменьшением яркости свечения индикатора).
Потребляемый ток при напряжении питания 9,0 В составлял 10-13 мА.
В дальнейшем я планирую усовершенствовать это изделие.
1) Сделать выход для подключения частотомера.
2) Сделать отключаемую модуляцию сигналом звуковой частоты (встроенный генератор).
Свободного места в корпусе для этого достаточно.
Я доволен своей самоделкой и активно пользуюсь ей. Также давал на время знакомому радиолюбителю. Отзыв положительный.
Надеюсь, эта статья будет Вам полезна.
Буду рад Вашим комментариям и пожеланиям.
С уважением, R555.
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Кварцевый резонатор.
Принцип работы и свойства кварцевого резонатора
В современной электронике, особенно в цифровой сложно не найти электронный компонент под названием кварцевый резонатор. По своей сути, кварцевый резонатор является аналогом колебательного контура на основе ёмкости и индуктивности. Правда, кварцевый резонатор превосходит LC-контур по очень важным параметрам.
Как известно, колебательный контур характеризуется добротностью. Резонаторы на основе кварца обладают очень высокой добротностью, которая недостижима при использовании обычного колебательного LC-контура. Если добротность обычных контуров лежит в пределах 100 – 300, то для кварцевых резонаторов величина добротности достигает 105 – 107.
Ёмкость конденсатора довольно сильно зависит от температуры окружающей среды. У конденсаторов даже есть параметр, который называется ТКЕ (температурный коэффициент ёмкости). Он показывает насколько измениться ёмкость конденсатора при изменении температуры.
Естественно, при применении конденсатора в составе LC-контура, частота его колебаний будет очень сильно зависеть от внешней температуры среды. То же касается и индуктивности, у которой также есть своя температурная характеристика — ТКИ.
Понятно, что для использования в цифровой технике (в том числе и в технике связи) требуется более стабильный и надёжный источник гармонических колебаний.
Резонаторы на основе кварца обладают очень высокой температурной стабильностью. Именно благодаря высокой добротности и температурной стабильности кварцевые резонаторы применяются в радиотехнике очень активно.
Любой процессор или микроконтроллер работает на определённой тактовой частоте. Понятно, что для задания тактовой частоты необходим генератор. Такой генератор в качестве источника высокоточных гармонических колебаний, как правило, использует кварцевый резонатор. В тех схемах, где высокая добротность не требуется, могут применяться резонаторы на основе керамики – керамические резонаторы. Добротность резонаторов на основе пьезокерамики составляет не более 103. Их можно встретить в пультах дистанционного управления, электронных игрушках, бытовых радиоприёмниках.
Принцип работы кварцевого резонатора.
Принцип работы кварцевого резонатора целиком и полностью опирается на пьезоэлектрический эффект. Основой любого кварцевого резонатора является пластинка из кварца. Кварц – это одна из разновидностей кремнезема SiO2. Для изготовления резонаторов пригоден только лишь низкотемпературный кварц, который обладает пьезоэлектрическими свойствами. В природе такой кварц встречается в виде кристаллов и бесформенной гальки.
Кристалл кварца
Химически кварц очень устойчив и не растворяется ни в одной из кислот, за исключением плавиковой. Также кварц очень твёрдый. На шкале твёрдости он занимает седьмое место из десяти.
Чтобы изготовить кварцевую пластинку берётся кристалл кварца и из него под определённым углом вырезается пластинка. От угла, под которым происходит срез, зависят электромеханические свойства кварцевой пластины. Тип среза существенно влияет на температурную стабильность, количество паразитных резонансов, резонансную частоту.
Далее на две стороны кварцевой пластины наносят металлизированный слой (из серебра, никеля, золота или платины) и посредством жёстких проволочных контактов закрепляют в кварцедержателе. Всю эту конструкцию помещают в герметичный корпус.
Кварцевый резонатор является электромеханической колебательной системой. Как известно, любая колебательная система обладает своей резонансной частотой. У кварцевого резонатора также есть своя номинальная резонансная частота. Если приложить к кварцевой пластине переменное напряжение, которое совпадает с резонансной частотой самой кварцевой пластины, то происходит резонанс частот и амплитуда колебаний резко возрастает.
При резонансе электрическое сопротивление резонатора уменьшается. В результате получается эквивалент последовательной колебательной системы. Поскольку потери энергии в кварцевом резонаторе очень малы, то он фактически представляет собой электрический колебательный контур с очень большой добротностью.
Эквивалентная электрическая схема кварцевого резонатора изображена на рисунке.
Эквивалентная электрическая схема кварцевого резонатора
Здесь С0 – это постоянная (статическая) ёмкость образующаяся за счёт металлических пластин-электродов и держателя. Последовательно соединённые индуктивность L1,конденсатор С1 и активное сопротивление Rакт. отражают электромеханические свойства кварцевой пластинки. Как видим, если отбросить ёмкость монтажа и кварцедержателя С0, то получиться последовательный колебательный контур.
При монтаже кварцевого резонатора на печатную плату стоит позаботиться о том, чтобы не перегреть его. Эта рекомендация наверняка связана с тем, что конструкция кварцевого резонатора довольно тонкая. Температурный перегрев может вызвать деформацию кварцедержателя и пластинок-электродов. Естественно, всё это может отразиться на качестве работы резонатора в схеме.
Также известно, что если кварц нагреть свыше 5730 С, то он превращается в высокотемпературный кварц и лишается своих пьезоэлектрических свойств. Конечно, довести температуру кварца до такой температуры оборудованием для пайки нереально.
Обозначение кварцевого резонатора.
На принципиальных схемах и в технической документации кварцевый резонатор обозначается наподобие конденсатора, только между пластинами добавлен прямоугольник, который символизирует пластинку кварца. Рядом с графическим изображением указывается буква Z или ZQ.
Условное обозначение кварцевого резонатора на схемах
Как проверить кварцевый резонатор?
Многие начинающие радиолюбители задаются вопросом: “Как проверить кварцевый резонатор?”
К сожалению, достоверно проверить кварцевый резонатор можно только заменой. Причиной неисправности кварцевого резонатора может быть сильный удар либо падение электронного прибора, в котором он был установлен. Поэтому если есть подозрение в исправности кварцевого резонатора, то его стоит заменить новым. К счастью в практике ремонта неисправность кварцевого резонатора встречается редко, конечно, есть и исключения, но они относятся к портативной электронике, которую частенько роняют.
Более подробную информацию о кварцевых резонаторах вы узнаете из книги, которую найдёте здесь.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
go-radio.ru