|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל מתנדים קריסטל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / קשרים של ציוד רדיו חובבני. גנרטורים, הטרודינים חוסר היציבות היחסית של תדירות המתנדים העצמיים המבוצעים על מהודים בצורת מעגלי LC אינה נמוכה בדרך כלל מ-10-3... 10-4. יציבות תדר הגנרטור תלויה באופן משמעותי בגורם האיכות וביציבות המערכת המתנודדת. גורם האיכות של מעגל ה-LC אינו גבוה בדרך כלל מ-200...300. משדרי ומקלטי רדיו מודרניים כפופים לדרישות יציבות תדר גבוהות יותר. בדרך כלל נדרשת אי יציבות בתדירות יחסית ארוכת טווח של לא יותר מ-10-6... 10-8, אשר ניתן להשיג באמצעות מהודים קוורץ. מקדם האיכות של מהודים קוורץ גבוה פי כמה ממקדם האיכות של מהודים במעגלי LC והוא 104... 106. ישנם מעגלים רבים של מתנדים עצמיים של קוורץ. לכן, היה צורך לשקול את התוכניות הנפוצות ביותר בפועל. המעגל המקביל המקובל של מהוד קוורץ מוצג באיור 1. השראות דינמית Ls, קיבול דינמי Cs והתנגדות אובדן Rs נובעים מנוכחות של אפקטים פיזואלקטריים ישירים והפוכים ומאפייני התהודה של האלמנט הפיאזואלקטרי. הקיבול המקביל Cp נקבע על ידי הקיבול הבין-אלקטרודה של הפיאזואלקטרי, הקיבול של הדיור וההתקנה. תדר התהודה של הענף הדינמי נקרא תדר התהודה הסדרתי של מהוד הקוורץ Fs.
גורם האיכות של מהוד קוורץ Q נקבע על ידי הענף הדינמי בהתאם לנוסחה למעגל נדנוד סדרתי Q =(2pFsLs)/Rs תדר התהודה המקבילה Fp מעט גבוה יותר מ-Fs, וזה נובע מהתהודה המקבילה של Cp, Cs ו-Ls. פרמטר חשוב של מהוד קוורץ הוא היחס בין הקיבול המקביל שלו לקיבול הדינמי שלו, מסומן r ונקרא מקדם הקיבול r=Cc/Cs על פי מקורות ספרותיים שונים, מקדם הקיבול לחיתוך AT של קוורץ הוא 220...250. בהתחשב בכך ש-Cs/Cp<0,1, אנו יכולים להשתמש בביטוי משוער עבור תדר התהודה המקבילה Fp=Fs(1+(Cs/2Cp)). עבור מקדם קיבולי r>25, ניתן לכתוב את מרווח התהודה, המוגדר כהבדל בין התדרים של התהודה המקבילה והטורית של מהוד קוורץ. dF=Fs/2r. בהרמוניות המכניות של מהוד קוורץ, מרווח התהודה יורד ונקבע על ידי הביטוי dFn=Fs/(2rn2) כאשר n הוא המספר ההרמוני. מקדם הקיבול קובע את גודל פער התהודה של המהוד, לפיכך, סטיית התדר של מתנד הקוורץ המבוקר, יציבות התדר בעת שינוי פרמטרי המעגל, התנאים להתרחשות ותחזוקה של תנודות במעגל המתנד העצמי של קוורץ. . כדי להעריך את יכולתו של מהוד קוורץ להתרגש, חלק ממעגלי מתנד קוורץ משתמשים בפרמטר הנקרא גורם איכות. הוא מוגדר כיחס בין גורם האיכות של המהוד למקדם הקיבולי שלו m=Q/r. עבור מהודי קוורץ, הערכים של M נעים בין 1 ל-10000. כאשר M2, לתהודה יש אזור תגובה אינדוקטיבי, וככל שהערך של M גבוה יותר, כך אזור זה רחב יותר. בפועל, הסוגים הנפוצים ביותר של מתנדים קוורץ הם: א) גנרטורים שבהם מהוד הקוורץ הוא חלק מהמעגל המתנודד ושקול לשראות; ב) גנרטורים שבהם כלול מהוד קוורץ במעגל המשוב, המשמשים כמסנן צר פס ושקול להתנגדות אקטיבית. מתנדים קוורץ שבהם משמש מהוד קוורץ כאלמנט של מעגל בעל תגובות אינדוקטיביות נקראים מתנדים, ומתנדים שבהם מהוד קוורץ כלול במעגל המשוב נקראים מחולל תהודה סדרתי. מעגל המתנד של מתנד קוורץ עם קוורץ בין הקולט לבסיס, העשוי לפי מעגל עם פולט מוארק (קיבולי שלוש נקודות) מוצג באיור 2.
נכון לעכשיו, התלת נקודות הקיבולית נמצאת בשימוש נרחב בטווח התדרים של עד 22 מגה-הרץ כאשר המהוד פועל בתדר הבסיסי, ועד 66 מגה-הרץ כאשר הוא מעורר בהרמונית המכנית השלישית (איור 3). מתנד עצמי עם מהוד קוורץ בין הקולט לבסיס במעגל עם פולט מוארק בתדר גבוה אינו נוטה לתנודות טפיליות על צלילים אנהרמוניים, ובעל יציבות תדר מצוינת בעת שינוי מתח האספקה וטמפרטורת הסביבה.
השפעת השינויים בפרמטרים התגובתיים של הטרנזיסטור, בהתאם למתח האספקה ולזמן, נחלשת עם הגדלת הקיבולים C1, C3 (איור 2), כלומר. כאשר תדר הפעולה של המתנד העצמי מתקרב ל-Fg. עם זאת, עלייה מופרזת בקיבול מובילה להידרדרות בתנאי עירור עצמי. מצד שני, עם הגדלת הקיבוליות, ההספק המתפזר במהוד גדל, מה שמוביל לעלייה בחוסר היציבות של התדר שנוצר. על פי תנאים טכניים, ההספק המופץ על קוורץ מוגבל ל-1...2 mW. עם זאת, בטווח התדרים 1...22 מגה-הרץ עם הספק מפוזר כזה, תדירות התהודה הסדרתית תלויה בהספק המפוזר, ומקדם המידתיות הוא (0,5...2) •10-9 הרץ/מיקרו-ואט, לכן , עבור גנרטורים יציבים מאוד, ההספק המופץ הוא המהוד צריך להיות מוגבל ל-0,1...0,2 mW. בפועל, מומלץ לבחור בקיבולים C1, C3 כך שתדר הייצור יהיה לא יותר מרבע מרווח התהודה מ-Fs. בעת הפעלת מהוד קוורץ על הרמוניות מכניות מוזרות של קוורץ, במקום נגד R3, הפעל את המשרן Lk (איור 3). בתדר הייצור, מעגל Lk-C4 חייב להיות בעל תגובה קיבולית, כלומר. תדר התהודה שלו חייב להיות נמוך מתדר הייצור. יש לבחור את פרמטרי המעגל כך שהתדר הטבעי שלו יהיה 0,7...0,8 מתדר הייצור. כתוצאה מכך, למעגל יש מוליכות קיבולית בתדר של ההרמונית הנדרשת, מה שמבטל את האפשרות ליצור בהרמוניות נמוכות יותר ובתדר היסודי. במתנדים המתנדים הפועלים בתדרים מעל 22 מגה-הרץ, המהוד מתרגש בדרך כלל בהרמונית ה-3 או החמישית, אך לא בתדרים גבוהים יותר, מכיוון שהשפעת הקיבול המקבילי היא חזקה. לעתים קרובות יותר ממה שמוצג באיור 5, מעגל שלוש נקודות קיבולי של מתנד קוורץ עם מהוד קוורץ בין האספן לבסיס משמש במעגל הטרנזיסטור עם אספן מוארק (איור 2). מעגל זה נוח במיוחד עבור גנרטורים עם כוונון תדרים אלקטרוני (כאשר מחובר בסדרה עם קוורץ varicap), ויש לו פחות אלמנטים חוסמים מאשר מעגל עם פולט מוארק. מומחים רבים בתחום מתנדי קוורץ רואים בשלושת הנקודות הקיבוליות את המעגל הטוב ביותר מבין כל מעגלי מתנד הקוורץ הפועלים על ההרמונית הבסיסית או השלישית של המהוד. יש לציין כי קיים מעגל שלוש נקודות קיבולי שאינו מכיל השראות, אשר מתרגש בהרמוניות 4 ו-3.
אוטוגנרטור עם קוורץ במעגל. אם המשרן L4 מחובר בסדרה עם קוורץ במעגל באיור 1, זה יוביל להופעת מאפיינים חדשים, כלומר. בגנרטור (איור 5), יתכנו תנודות עצמיות שאינן מיוצבות על ידי מהוד קוורץ.
בתדרים גבוהים, שבהם התגובה של הקיבול המקביל של המהוד קטן מהתגובה של הענף הדינמי של מהוד הקוורץ, עירור עצמי דרך הקיבול המקביל Cp אפשרי. הנוכחות של השראות L1 פירושה שניתן לבצע איזון פאזה בתדר התהודה הסדרתי, כמו גם באזור ניתוק מסוים מתחת לתדר התהודה הסדרתי. השראות L1 מבטיחה איזון פאזה בתנאים שבהם M<2, והתגובה המקבילה של קוורץ לא יכולה להיות אינדוקטיבית. משמעות הדבר היא שגנרטור עם קוורץ במעגל יכול לפעול בתדרים גבוהים יותר ובמספרים גבוהים יותר של הרמוניות מכניות של מהוד הקוורץ. כדי לבטל עירור עצמי טפילי באמצעות קיבול מקבילי Cp, שהוא ככל הנראה בתדרים גבוהים ובהרמוניות מכניות גבוהות יותר, הנגד R1 מחובר במקביל לתהודה, מה שמכניס הפסדים למעגל העירור העצמי הטפילי. ניתן להפחית את הדרישות לפעילות של מהוד קוורץ על הרמוניות מכניות על ידי שימוש במעגלי מחולל תהודה סדרתיים. מאחר ועם הגדלת התדר והמספר ההרמוני, הפעילות של מהוד הקוורץ פוחתת עקב עלייה בהתנגדות המקבילה שלו ועלייה בהשפעת ה-shunting של הקיבול הסטטי (המקבילי) Cp, יש צורך לנטרל או לפצות על כך. ניתן לבצע נטרול במעגל גשר, שבו קוורץ ממוקם בזרוע אחת של גשר מאוזן. מתנד עצמי של גשר של תהודה סדרתית. במעגל המוצג באיור 6, עם איזון מדויק של הגשר (Cp = C2, XL1-2 = XL2-3), משוב מתבצע רק דרך הענף הדינמי של המהוד. בהרמונית המכנית של מהוד קוורץ, המוליכות של הענף הסדרתי של המהוד עולה בחדות, הגשר הופך לא מאוזן, ובבחירה המתאימה של רכיבי מעגל, הגנרטור מתרגש. מעגל L1-C3 חייב להיות מכוון לתדר של ההרמונית הנדרשת.
במעגל זה, ניתן לעורר מהודים קוורץ בהרמוניות 5 או 7. מעגלים המנטרלים את הקיבול הסטטי של המהוד הם קריטיים מאוד למצב ההפעלה וקשים להתאמה, אם כי ניתן להשתמש בהם בתדרים של עד 100 מגה-הרץ. הגבול העליון של התדרים של הגנרטור עם נטרול נובע מהקושי להשיג התנגדות מעגל שווה גדולה בתדירות הולכת וגוברת, שכן לא ניתן להקטין את הקיבול הראשוני של המעגל עקב קיבולים טפיליים. מעגל באטלר (איור 7) מאופיין בהתנגדות הגדולה ביותר לגורמים מערערים בטווח של עד 100 מגה-הרץ. הגבול העליון של התדרים הנוצרים נובע מהידרדרות המאפיינים של עוקב הפולט. במעגל באטלר, מהוד קוורץ כלול במעגל המשוב בין פולטי הטרנזיסטורים. טרנזיסטור VT1 מחובר לפי מעגל אספנים משותף, וטרנזיסטור VT2 מחובר לבסיס משותף. החיסרון של מעגל זה הוא הנטייה לעירור עצמי טפילי עקב חיבור הפלט לכניסה דרך קיבול קוורץ מקביל Cp. כדי לחסל תופעה זו, מחובר משרן במקביל לקוורץ, אשר יחד עם הקיבול המקבילי של הקוורץ, יוצר מעגל תהודה המכוון לתדר התנודה הטפילית.
גנרטור אוטומטי לפי מעגל באטלר על טרנזיסטור אחד עם פיצוי Av. בתדרים של עד 300 מגה-הרץ, רצוי להשתמש במעגלי סינון חד-שלביים, למשל, מעגל סינון עם בסיס משותף (איור 8). בעיקרו של דבר, מתנד עצמי כזה הוא מגבר חד-שלבי שבו המעגל מחובר לפולט של טרנזיסטור דו-קוטבי דרך מהוד קוורץ הפועל כמסנן צר פס. המעגל שנוצר על ידי קיבול הקוורץ המקביל Cp והסליל L2 מכוון לתדר של ההרמונית המשמשת. ככל שתדר ההפעלה עולה, ההולכות השקולות של הטרנזיסטור גדלות, כלומר. מילוי תנאי העירור העצמי מחמיר. עם זאת, למרות זאת, התנאים לעירור עצמי של מתנד עצמי זה בתדרים גבוהים קלים יותר למלא מאשר מתנדים עצמיים עם קוורץ בין הקולט לבסיס וקוורץ במעגל, מה שקובע את יתרונו.
לסיכום, יש לציין כי מעגלי מתנד הקוורץ הנחשבים אינם ממצים את כל מגוון מעגלי המתנדים המיוצבים על ידי מהוד קוורץ, ובחירת המעגל מושפעת באופן מכריע מנוכחותם של מהודי קוורץ עם הפרמטרים המקבילים הדרושים, דרישות עבור הספק פלט, הספק שפוזר על המהוד, תדרי יציבות לטווח ארוך וכו'. קצת על מהודים. בבחירת מהוד לגנרטור יש לשים לב במיוחד לגורם האיכות של המהוד - ככל שהוא גבוה יותר, כך התדר יציב יותר. לתהודים מפונים יש את גורם האיכות הגבוה ביותר. אבל ככל שהמהוד טוב יותר, כך הוא יקר יותר. לעתים קרובות נמצא תהודה עם רמה גבוהה של תהודה צדדית. בברית המועצות, בנוסף לתהודה קוורץ, הופקו מהודים מליתיום ניובאט (מסומן RN או RM), ליתיום טנטלאט (מסומן RT) ומחומרי פיזואלקטריים אחרים. מכיוון שהפרמטרים המקבילים של מהודים כאלה שונים מהפרמטרים של מהודים קוורץ, ייתכן שהם לא נרגשים במעגלים שבהם הקוורץ פועל היטב, אם כי התדר המסומן על המארז עשוי להיות זהה. ייתכן שיש להם יציבות תדר גרועה יותר ודיוק כוונון. מפעלי ברית המועצות, ככלל, ייצרו מהודים קוורץ עם תדר בסיסי של עד 20...22 מגה-הרץ, ומעלה - על הרמוניות מכניות. זאת בשל טכנולוגיית עיבוד פרוסות קוורץ מיושנת. ארגונים זרים מייצרים קוורץ בתדר יסוד של 35 מגה-הרץ. חברות זרות מובילות מייצרות מהודים בצורת מה שנקרא מבנה mesa הפוך, הפועלים על תנודות נפחיות של גזירה לאורך העובי, שבהן התדר ההרמוני הראשון מגיע ל-250 מגה-הרץ! שימוש במהודי קוורץ כאלה במעגלי מחולל, בהם מערכות בעלות פרמטרי השראות וקיבול מפוזרים משמשות כמערכות תנודות, ניתן לקבל תנודות יציבות ביותר עד לתדר של 750 מגה-הרץ ללא כפל תדר! מחבר: O. Belousov, Vatutino, אזור צ'רקאסי; פרסום: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
מכונה לדילול פרחים בגנים
02.05.2024 מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם
02.05.2024 מלכודת אוויר לחרקים
01.05.2024
▪ אוזניות יתאימו את המוזיקה למצב הרוח שלך ▪ שידור אינטרנט של וידאו דיגיטלי ▪ צבע נצחי המבוסס על פיקסלים פלסמוניים ▪ סורקים ביומטריים לסמארטפונים
▪ קטע אתר הגנת ברקים. בחירת מאמרים ▪ מאמר רק תחשוב, הבינומי של ניוטון! ביטוי עממי ▪ מאמר מי היה קסנטיפה? תשובה מפורטת ▪ סעיף פירוק מפעלים במקרה של הפרה של הגנת העבודה ▪ מאמר זרמי קצר חשמלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר אישה מרחפת על שולחן. סוד התמקדות
בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר
www.diagram.com.ua |
ראה מאמרים אחרים סעיף 
חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:
כל השפות של דף זה