Кварцевые резонаторы

Обозначение пьезоэлектрического кварцевого резонатора на электрических принципиальных схемах.

Кварцевый генератор — генератор колебаний, стабилизируемый кварцевым резонатором. Обычно обладает небольшой выходной мощностью.

Характеристики

Миниатюрный 4 МГц кварцевый резонатор, закрытый в герметичный корпус HC-49.

Частота

Пассивная эквивалентная схема кварцевого резонатора.

Частота колебаний кварцевого генератора составляет от нескольких кГц до сотен МГц. Она определяется физическими размерами резонатора, упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла. Так как кварцевый генератор является законченным электронным компонентом, то частоту кварца (резонатора) входящего в конструктив генератора изменить нельзя^[1] (поскольку она определяется конструкцией резонатора), однако частоту генератора можно очень незначительно менять изменением ёмкости специального подстроечного конденсатора. Либо использовать делители частоты. В 1997 году компания Epson Toyocom выпустила в свет серию генераторов SG8002, в конструктиве которых присутствуют блок подстроечных конденсаторов и два делителя частоты. Что позволяет получить практически любую частоту в диапазоне от 1 до 125 МГц.^[2]. Однако, данное достоинство неизбежно влечёт за собой недостаток - повышенный джиттер (фазовый шум). Цитата: Генератор с внутренними цепями фазовой автоподстройки частоты необходимо с предельной осторожностью применять в схемах, содержащих внешние цепи ФАПЧ. ^[3]

Стабильность частоты

Колебания кварцевого генератора характеризуются высокой стабильностью частоты (10^-3 ÷ 10^-5%), что обусловлено высокой добротностью кварцевого резонатора (10⁴ ÷ 10⁵).

Принцип работы

Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её деформацию. А она, в свою очередь, приводит к появлению зарядов на поверхности кварца (пьезоэлектрический эффект). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями электрического заряда на её поверхности и наоборот.

Для обеспечения связи резонатора с остальными элементами схемы непосредственно на кварц наносяттся электроды, либо кварцевая пластинка помещается между обкладками конденсатора.

Для получения высокой добротности и стабильности резонатор помещают в вакуум и поддерживают постоянной его температуру.

Использование

Кварцевые генераторы используют для измерения времени (кварцевые часы), в качестве стандартов частоты.

Часто они используются в качестве тактовых генераторов.

Примечания

1. ↑ Существуют, однако, кустарные методики подстройки резонатора. Это целесообразно в случаях, когда желательно иметь несколько резонаторов с очень близкими параметрами. Для уменьшения частоты на кристалл кратковременно воздействуют парами йода (это увеличивает массу серебряных обкладок), для увеличения частоты обкладки резонатора шлифуют.
2. ↑ Прошивание частоты возможно с помощью специального оборудования подключаемого и управляемого с помощью компьютора. Поскольку оборудование достаточно дорого для индивидуального использования, то как правило, этим занимаются компании торгующие электронными компонентами, например компания Электронная техника
3. ↑ http://www.spezial.ru/article/sg8002.html

См. также

• Кварц
• Кварцевый резонатор
• Генератор (электроника)
• Генератор Пирса
• Генератор тактовых импульсов