|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Penjana kuarza. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Simpulan peralatan radio amatur. Penjana, heterodina Ketidakstabilan relatif frekuensi pengayun diri, dilakukan pada resonator dalam bentuk litar LC, biasanya tidak lebih rendah daripada 10-3... 10-4. Kestabilan frekuensi penjana bergantung dengan ketara kepada faktor kualiti dan kestabilan sistem ayunan. Faktor kualiti litar LC biasanya tidak lebih tinggi daripada 200 ... 300. Pemancar dan penerima radio moden tertakluk kepada keperluan yang lebih tinggi untuk kestabilan frekuensi. Biasanya ketidakstabilan frekuensi relatif jangka panjang sekurang-kurangnya 10-6... 10-8, yang boleh dicapai dengan menggunakan resonator kuarza. Faktor kualiti resonator kuarza adalah berkali ganda lebih tinggi daripada faktor kualiti resonator pada litar LC dan ialah 104... 106. Terdapat banyak litar pengayun kuarza. Oleh itu, menjadi perlu untuk mempertimbangkan skim yang paling biasa digunakan dalam amalan. Litar setara yang diterima umum bagi resonator kuarza ditunjukkan dalam Rajah 1. Kearuhan dinamik Ls, kemuatan dinamik Cs dan rintangan kehilangan Rs adalah disebabkan oleh kehadiran kesan piezoelektrik langsung dan songsang dan sifat resonan unsur piezoelektrik. Kemuatan selari Cp adalah disebabkan oleh kemuatan interelektrod piezoelektrik, kapasitansi kes dan pelekap. Kekerapan resonans cawangan dinamik dipanggil frekuensi resonans siri resonator kuarza Fs.
Faktor kualiti resonator kuarza Q ditentukan oleh cawangan dinamik mengikut formula untuk litar berayun bersiri Q=(2pFsLs)/Rs Kekerapan resonans selari Fp agak lebih tinggi daripada Fs, yang disebabkan oleh resonans selari Cp, Cs dan Ls. Parameter penting resonator kuarza ialah nisbah selari dengan kapasitans dinamik, dilambangkan dengan r dan dipanggil pekali kapasitif r=Cc/Cs Menurut pelbagai sumber sastera, pekali kapasitif untuk potong AT bagi kuarza ialah 220...250. Memandangkan Cs/Cp<0,1, seseorang boleh menggunakan ungkapan anggaran untuk frekuensi resonans selari Fp=Fs(1+(Cs/2Cp)). Untuk pekali kapasitif r > 25, selang resonan, ditakrifkan sebagai perbezaan antara frekuensi resonans selari dan siri resonator kuarza, boleh ditulis sebagai dF=Fs/2r. Pada harmonik mekanikal resonator kuarza, selang resonan berkurangan dan ditentukan oleh ungkapan dFn=Fs/(2rn2) di mana n ialah nombor harmonik. Pekali kapasitif menentukan saiz jurang resonan resonator, oleh itu, sisihan frekuensi pengayun kuarza terkawal, kestabilan frekuensi apabila parameter litar berubah, keadaan untuk kejadian dan penyelenggaraan ayunan dalam litar pengayun diri kuarza. . Untuk menilai keupayaan resonator kuarza untuk teruja, beberapa litar pengayun kristal menggunakan parameter yang dipanggil faktor kualiti. Ia ditakrifkan sebagai nisbah faktor kualiti resonator kepada pekali kapasitifnya m=Q/r. Bagi resonator kuarza, nilai M terletak dalam julat dari 1 hingga 10000. Pada M<2, tindak balas resonator ternyata positif (kapasitif) dan tidak mempunyai kawasan tindak balas induktif. Akibatnya, pengujaan resonator sedemikian dalam litar pengayun kuarza yang memerlukan tindak balas induktif menjadi mustahil. Apabila M>2, resonator mempunyai kawasan tindak balas induktif, dan semakin besar nilai M, semakin luas kawasan ini. Dalam amalan, dua jenis pengayun kuarza paling banyak digunakan: a) penjana di mana resonator kuarza adalah sebahagian daripada litar berayun dan bersamaan dengan kearuhan; b) penjana, di mana resonator kuarza dimasukkan ke dalam litar maklum balas, digunakan sebagai penapis jalur sempit dan bersamaan dengan rintangan aktif. Pengayun kristal, di mana resonator kuarza digunakan sebagai elemen litar dengan tindak balas induktif, dipanggil pengayun, dan pengayun di mana resonator kuarza dimasukkan ke dalam litar maklum balas dipanggil penjana resonans siri. Litar pengayun bagi pengayun kuarza dengan kuarza antara pengumpul dan tapak, dibuat mengikut litar dengan pemancar dibumikan (kapasitif tiga titik) ditunjukkan dalam Rajah 2.
Pada masa ini, tiga titik kapasitif digunakan secara meluas dalam julat frekuensi sehingga 22 MHz apabila resonator beroperasi pada frekuensi asas, dan sehingga 66 MHz apabila teruja pada harmonik mekanikal ketiga (Rajah 3). Pengayun sendiri dengan resonator kuarza antara pengumpul dan pangkalan dalam litar dengan pemancar dibumikan frekuensi tinggi, tidak terdedah kepada ayunan parasit pada nada anharmonik, mempunyai kestabilan frekuensi yang sangat baik dengan perubahan voltan bekalan dan suhu ambien.
Pengaruh perubahan dalam parameter reaktif transistor, bergantung kepada voltan bekalan dan masa, menjadi lemah dengan peningkatan kapasiti C1, C3 (Rajah 2), i.e. apabila kekerapan operasi pengayun diri menghampiri Fg. Walau bagaimanapun, peningkatan yang berlebihan dalam kapasiti membawa kepada kemerosotan dalam keadaan pengujaan diri. Sebaliknya, dengan peningkatan kapasiti, kuasa yang hilang dalam resonator meningkat, yang membawa kepada peningkatan dalam ketidakstabilan frekuensi yang dihasilkan. Mengikut keadaan teknikal, kuasa hilang pada kuarza adalah terhad kepada 1...2 mW. Walau bagaimanapun, dalam julat frekuensi 1...22 MHz dengan kuasa lesap sedemikian, kekerapan resonans siri bergantung pada kuasa terlerai, dan pekali kekadaran ialah (0,5...2) •10-9 Hz/μW, oleh itu , untuk penjana yang sangat stabil, kuasa lesap adalah resonator hendaklah dihadkan kepada 0,1...0,2 mW. Dalam amalan, adalah disyorkan untuk memilih kapasitansi C1, C3 supaya frekuensi penjanaan tidak lebih daripada satu perempat daripada selang resonans dari Fs. Apabila resonator kuarza teruja pada harmonik mekanikal ganjil kuarza, bukannya perintang R3, induktor Lk dihidupkan (Rajah 3). Pada frekuensi penjanaan, litar Lk-C4 mesti mempunyai kapasitansi, i.e. frekuensi resonansinya mestilah di bawah frekuensi penjanaan. Parameter litar hendaklah dipilih supaya frekuensi semula jadinya ialah 0,7 ... 0,8 daripada frekuensi penjanaan. Akibatnya, litar mempunyai pengaliran kapasitif pada frekuensi harmonik yang diperlukan, yang menghapuskan kemungkinan penjanaan pada harmonik yang lebih rendah dan frekuensi asas. Dalam penjana pengayun yang beroperasi pada frekuensi melebihi 22 MHz, resonator biasanya teruja pada harmonik ke-3 atau ke-5, tetapi tidak pada yang lebih tinggi, kerana kesan kemuatan selari adalah kuat. Lebih kerap daripada yang ditunjukkan dalam Rajah 2, litar tiga titik kapasitif pengayun kuarza dengan resonator kuarza antara pengumpul dan tapak digunakan dalam litar untuk menghidupkan transistor dengan pengumpul dibumikan (Rajah 4). Litar ini amat berguna untuk pengayun yang boleh ditala secara elektronik (apabila disambungkan secara bersiri dengan kuarza varicap) dan mempunyai unsur penyekat yang lebih sedikit daripada litar pemancar dibumikan. Ramai pakar dalam bidang pengayun kristal menganggap tiga titik kapasitif sebagai yang terbaik daripada semua litar pengayun kristal yang beroperasi pada harmonik mekanikal asas atau ke-3 resonator. Perlu diingatkan bahawa terdapat litar tiga titik kapasitif yang tidak mengandungi induktansi, yang teruja pada harmonik ke-3 dan ke-5.
Auto-pengayun dengan kuarza dalam litar. Jika induktor L4 disambung secara bersiri dengan kuarza dalam litar dalam Rajah 1, ini akan membawa kepada kemunculan sifat baru, i.e. dalam penjana (Rajah 5), ayunan diri adalah mungkin yang tidak distabilkan oleh resonator kuarza.
Pada frekuensi tinggi, di mana reaktansi kapasitans selari resonator adalah kurang daripada reaktans cawangan dinamik resonator kuarza, pengujaan diri melalui kapasitans selari Cp adalah mungkin. Kehadiran induktansi L1 bermakna ia adalah mungkin untuk melakukan keseimbangan fasa pada frekuensi resonans siri, serta di kawasan detuning tertentu di bawah frekuensi resonans siri. Kearuhan L1 memastikan keseimbangan fasa dalam keadaan di mana M<2, dan tindak balas setara kuarza tidak boleh induktif. Ini bermakna penjana dengan kuarza dalam litar boleh beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi dan bilangan harmonik mekanikal resonator kuarza yang lebih tinggi. Untuk mengecualikan pengujaan diri parasit melalui kapasitans selari Cp, yang berkemungkinan besar pada frekuensi tinggi dan harmonik mekanikal yang lebih tinggi, perintang R1 disambungkan selari dengan resonator, yang memperkenalkan kerugian ke dalam litar pengujaan diri parasit. Adalah mungkin untuk mengurangkan keperluan untuk aktiviti resonator kuarza pada harmonik mekanikal dengan menggunakan litar penjana resonans bersiri. Oleh kerana dengan peningkatan dalam kekerapan dan nombor harmonik, aktiviti resonator kuarza berkurangan disebabkan oleh peningkatan dalam rintangan setaranya dan peningkatan dalam kesan shunting daripada kapasitans statik (selari), adalah perlu untuk meneutralkan atau mengimbangi ia. Peneutralan boleh dilakukan dalam litar jambatan, di mana kuarza diletakkan di salah satu lengan jambatan seimbang. Pengayun diri jambatan resonans siri. Dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah 6, dengan keseimbangan tepat jambatan (Cp=C2, XL1-2=XL2-3), maklum balas dijalankan hanya melalui cawangan dinamik resonator. Pada harmonik mekanikal resonator kuarza, kekonduksian cawangan siri resonator meningkat secara mendadak, jambatan tidak seimbang, dan dengan pilihan elemen litar yang sesuai, penjana teruja. Gelung L1-C3 mesti ditala kepada frekuensi harmonik yang dikehendaki.
Dalam skema ini, adalah mungkin untuk merangsang resonator kuarza pada harmonik ke-5 atau ke-7. Skim dengan peneutralan kapasitans statik resonator adalah sangat kritikal kepada mod operasi dan sukar untuk dilaraskan, walaupun ia boleh digunakan pada frekuensi sehingga 100 MHz. Had frekuensi atas pengayun dengan peneutralan adalah disebabkan oleh kesukaran mendapatkan rintangan gelung setara yang besar dengan peningkatan frekuensi, kerana kapasitansi awal gelung tidak boleh dibuat kecil disebabkan oleh kapasitansi parasit. Skim Butler (Rajah 7) dicirikan oleh rintangan terbesar terhadap faktor ketidakstabilan dalam julat sehingga 100 MHz. Had atas frekuensi yang dihasilkan adalah disebabkan oleh kemerosotan sifat-sifat pengikut pemancar. Dalam litar Butler, resonator kuarza disertakan dalam litar maklum balas antara pemancar transistor. Transistor VT1 disambungkan mengikut skema dengan pengumpul biasa, dan transistor VT2 - dengan pangkalan biasa. Kelemahan litar ini ialah kecenderungan kepada pengujaan diri parasit kerana sambungan output dengan input melalui kapasitans kuarza selari Cp. Untuk menghapuskan fenomena ini, induktor disambungkan selari dengan kuarza, membentuk, bersama-sama dengan kapasitans selari kuarza, litar resonan yang ditala kepada kekerapan ayunan parasit.
Autogenerator mengikut litar Butler pada satu transistor dengan pampasan Av. Pada frekuensi sehingga 300 MHz, adalah dinasihatkan untuk menggunakan litar penapis satu peringkat, sebagai contoh, litar penapis dengan tapak biasa (Rajah 8). Pada asasnya, pengayun diri sedemikian ialah penguat satu peringkat di mana litar disambungkan kepada pemancar transistor bipolar melalui resonator kuarza yang bertindak sebagai penapis jalur sempit. Litar yang dibentuk oleh kemuatan kuarza selari Cp dan gegelung L2 ditala kepada frekuensi harmonik yang digunakan. Apabila kekerapan operasi meningkat, konduktans setara transistor meningkat, i.e. pemenuhan syarat pengujaan diri semakin teruk. Walau bagaimanapun, walaupun ini, syarat untuk pengujaan diri pengayun diri ini pada frekuensi tinggi adalah lebih mudah untuk dipenuhi daripada pengayun sendiri dengan kuarza antara pengumpul dan pangkalan dan kuarza dalam litar, yang menentukan kelebihannya.
Sebagai kesimpulan, perlu diingatkan bahawa litar pengayun kuarza yang dipertimbangkan tidak menghabiskan keseluruhan pelbagai litar pengayun yang distabilkan oleh resonator kuarza, dan pilihan litar dipengaruhi secara tegas oleh kehadiran resonator kuarza dengan parameter setara yang diperlukan, keperluan untuk kuasa output, untuk kuasa yang hilang dalam resonator, dan frekuensi kestabilan jangka panjang, dsb. Sedikit mengenai resonator. Apabila memilih resonator untuk penjana, perhatian khusus harus dibayar kepada faktor kualiti resonator - semakin tinggi, semakin stabil frekuensi. Resonator vakum mempunyai faktor kualiti tertinggi. Tetapi lebih baik resonator, lebih mahal harganya. Selalunya terdapat resonator dengan tahap resonans sampingan yang tinggi. Di USSR, sebagai tambahan kepada resonator kuarza, resonator dihasilkan daripada litium niobate (ditandakan sebagai RN atau RM), litium tantalate (ditandakan sebagai RT), dan daripada piezoelektrik lain. Oleh kerana parameter setara resonator sedemikian berbeza daripada resonator kuarza, ia mungkin tidak digerakkan dalam litar di mana kuarza berfungsi dengan sempurna, walaupun frekuensi yang ditandakan pada kes itu mungkin sama. Mereka mungkin mempunyai kestabilan frekuensi yang lebih teruk dan ketepatan penalaan. Perusahaan USSR, sebagai peraturan, menghasilkan resonator kuarza dengan frekuensi asas sehingga 20 ... 22 MHz, dan lebih tinggi - pada harmonik mekanikal. Ini disebabkan oleh teknologi pemprosesan plat kuarza yang sudah lapuk. Perusahaan asing menghasilkan kuarza dengan frekuensi asas 35 MHz. Firma asing terkemuka menghasilkan resonator dalam bentuk apa yang dipanggil struktur mesa songsang, beroperasi pada getaran ricih ketebalan volumetrik, di mana frekuensi harmonik pertama mencapai 250 MHz! Menggunakan resonator kuarza sedemikian dalam litar pengayun, di mana sistem dengan parameter kearuhan dan kemuatan teragih digunakan sebagai sistem berayun, adalah mungkin untuk mendapatkan ayunan yang sangat stabil sehingga frekuensi 750 MHz tanpa pendaraban frekuensi! Pengarang: O. Belousov, Vatutino, wilayah Cherkasy; Penerbitan: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Penyalahgunaan garam melambatkan akil baligh ▪ Mengenai planet-planet bintang akan memberitahu fotosferanya ▪ Satelit untuk mencetak panel solar di angkasa ▪ Pemproses Samsung Exynos 5 Octa
▪ bahagian tapak Perlindungan peralatan elektrik. Pemilihan artikel ▪ Artikel Asas Perniagaan. katil bayi ▪ Apakah "negara dunia ketiga"? Jawapan terperinci ▪ artikel Komposisi fungsi TV Orion. Direktori ▪ artikel Pemilihan isyarat ruang. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini