水晶振動子は、圧電効果と機械的共振に基づいて構築された電子デバイスです。ラジオ局で使用され、キャリア周波数を時間とタイマーで設定し、1秒間隔を固定します。
それは何であり、なぜそれが必要なのですか
このデバイスは、高精度の調和振動を提供するソースです。アナログと比較した場合、作業効率が高く、パラメータが安定しています。
最新のデバイスの最初のサンプルは、1920〜1930年にラジオ局に登場しました。安定した動作の要素として、搬送周波数を設定することができます。彼らです：
- それらは、アレクサンダーM.ニコルソンの発明の結果として1917年に登場し、不安定性を特徴とするロシェル塩結晶共振器に取って代わりました。
- 彼らは、以前に使用されていた回路をコイルとコンデンサに置き換えました。これらは、高品質係数（最大300）に違いはなく、温度変化に依存していました。
少し後、水晶振動子はタイマーと時計の不可欠な部分になりました。バイナリ15ビットカウンタで1秒の時間間隔を設定する32768Hzの自然共振周波数を持つ電子部品。
デバイスは現在、次の場所で使用されています。
- クォーツ時計は、周囲温度に関係なく、正確な作業を提供します。
- 測定器、インジケーターの高精度を保証します。
- 海洋音響測深機。海底地図の調査と作成、サンゴ礁、浅瀬の固定、水中の物体の検索に使用されます。
- 周波数を合成する基準発振器に対応する回路。
- SSBまたは電信信号の波動表示に使用されるスキーム。
- 中間周波数のDSB信号を備えたラジオ局。
- バンドパスフィルター スーパーヘテロダインタイプの受信機、LCフィルターよりも安定していて高品質です。
デバイスはさまざまなケースで製造されています。それらは、バルク実装で使用される出力と表面実装で使用されるSMDに分けられます。
それらの動作は、スイッチング回路の信頼性に依存します。これは、以下に影響します。
- 必要な値からの周波数偏移、パラメータの安定性。
- デバイスのエージングレート。
- 負荷容量。
水晶振動子の特性
既存のアナログを凌駕するため、多くの電子回路にデバイスが不可欠であり、デバイスの範囲を説明しています。これは、米国での発明（他の国を除く）以来の最初の10年間で、10万個以上のデバイスが製造されたという事実によって確認されています。
デバイスの人気と需要を説明する水晶振動子の肯定的な特性の中で：
- 良好な品質係数、その値-104-106-は以前に使用された類似体のパラメーターを超えています（それらは300の品質係数を持っています）;
- ミリメートルの何分の1かで測定できる小さな寸法。
- 温度に対する耐性、その変動;
- 長い耐用年数;
- 製造の容易さ;
- 手動設定を使用せずに高品質のカスケードフィルターを構築する機能。
水晶振動子にも欠点があります。
- 外部要素を使用すると、狭い範囲で周波数を調整できます。
- 壊れやすい構造を持っています。
- 過度の熱に耐えないでください。
水晶振動子の動作原理
この装置は、石英板に現れる圧電効果に基づいて、低温で動作します。エレメントは、指定された角度を観察しながら、単一の水晶から切り出されます。後者は、共振器の電気化学的パラメータを決定します。
プレートの両面は銀の層でコーティングされています（プラチナ、ニッケル、金が適しています）。次に、それらは密閉されたハウジングにしっかりと固定されます。このデバイスは、独自の共振周波数を持つ振動システムです。
電極に交流電圧がかかると、圧電性のある水晶板が曲がったり、縮んだり、ずれたりします（水晶の加工の種類によって異なります）。同時に、発振回路に配置されたインダクターで発生するように、カウンターEMFがその中に現れます。
プレートの自然振動と一致する周波数で電圧を印加すると、デバイスに共振が観察されます。同時に：
- 水晶の要素は振動の振幅を増加させます。
- 共振器の抵抗が大幅に減少します。
等しい周波数の場合、発振を維持するために必要なエネルギーは低くなります。
電気回路上の水晶振動子の指定
デバイスはコンデンサと同様に指定されます。違い：長方形が垂直セグメントの間に配置されます-水晶で作られたプレートのシンボル。長方形の側面とコンデンサプレートはギャップで区切られています。図の近くに、デバイスの文字指定（QX）がある場合があります。
水晶振動子をテストする方法
小さな電化製品が強い打撃を受けると、問題が発生します。これは、設計に共振器を含むデバイスが落下した場合に発生します。後者は失敗し、同じパラメータに従って交換する必要があります。
共振器の性能をチェックするには、テスターが必要です。 KT3102トランジスタ、5個のコンデンサ、2個の抵抗をベースにした回路で組み立てられています（このデバイスは、トランジスタで組み立てられた水晶発振器に似ています）。
デバイスは、トランジスタのベースと接続された接続の負極に接続する必要があります。接続、保護コンデンサを取り付けて保護します。スイッチング回路の電源は一定です-9V。さらに、トランジスタの入力に接続し、コンデンサを介してその出力に接続します。周波数計は、共振器の周波数パラメータを固定します。
この方式は、発振回路を設定するときに使用されます。共振器が良好な状態にあるとき、接続されているとき、それはトランジスタのエミッタに交流電圧の出現につながる振動を生成します。さらに、電圧周波数は共振器の同様の特性と一致します。
周波数計が周波数の発生を検出しない、または周波数の存在を判断しない場合、デバイスは故障していますが、公称値と大きく異なるか、ケースをはんだごてで加熱すると大きく変化します。
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