Máy cộng hưởng thạch anh là một thiết bị điện tử được xây dựng dựa trên hiệu ứng áp điện, cũng như cộng hưởng cơ học. Nó được sử dụng bởi các đài vô tuyến, nơi nó đặt tần số sóng mang, tính bằng giờ và bộ hẹn giờ, cố định khoảng thời gian là 1 giây trong đó.
Nội dung
Nó là gì và tại sao nó lại cần
Thiết bị là nguồn cung cấp dao động điều hòa có độ chính xác cao. Nó có, khi so sánh với các thiết bị tương tự, hiệu quả công việc cao hơn, các thông số ổn định.
Các mẫu thiết bị hiện đại đầu tiên xuất hiện trên các đài phát thanh vào năm 1920-1930. là các phần tử hoạt động ổn định, có khả năng thiết lập tần số sóng mang. Họ đang:
- chúng thay thế các bộ cộng hưởng tinh thể muối Rochelle, xuất hiện vào năm 1917 do phát minh của Alexander M. Nicholson và có đặc điểm là không ổn định;
- họ đã thay thế mạch đã sử dụng trước đó bằng cuộn dây và tụ điện, không có sự khác biệt về hệ số chất lượng cao (lên đến 300) và phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ.
Một thời gian sau, bộ cộng hưởng thạch anh trở thành một phần không thể thiếu của bộ đếm thời gian và đồng hồ. Các linh kiện điện tử có tần số cộng hưởng tự nhiên là 32768 Hz, trong bộ đếm 15 bit nhị phân đặt khoảng thời gian là 1 giây.
Các thiết bị ngày nay được sử dụng trong:
- đồng hồ thạch anh, cung cấp cho họ độ chính xác của công việc, bất kể nhiệt độ môi trường xung quanh;
- dụng cụ đo lường, đảm bảo chúng có độ chính xác cao của các chỉ số;
- Máy đo tiếng vang biển, được sử dụng trong nghiên cứu và thành lập bản đồ đáy, sửa chữa các rạn, độ sâu, tìm kiếm các vật thể trong nước;
- mạch tương ứng với bộ dao động tham chiếu tổng hợp tần số;
- các chương trình được sử dụng cho chỉ thị sóng của SSB hoặc tín hiệu điện báo;
- đài phát thanh với tín hiệu DSB với tần số trung gian;
- bộ lọc băng thông máy thu loại superheterodyne, ổn định hơn và chất lượng tốt hơn so với bộ lọc LC.
Các thiết bị được sản xuất với các trường hợp khác nhau. Chúng được chia thành đầu ra, được sử dụng trong lắp hàng loạt và SMD, được sử dụng trong lắp trên bề mặt.
Hoạt động của chúng phụ thuộc vào độ tin cậy của mạch chuyển mạch, điều này ảnh hưởng đến:
- độ lệch tần số so với giá trị yêu cầu, độ ổn định của tham số;
- tốc độ lão hóa thiết bị;
- dung tải.
Tính chất của bộ cộng hưởng thạch anh
Vượt qua các tương tự đã có trước đây, điều này làm cho thiết bị không thể thiếu trong nhiều mạch điện tử và giải thích phạm vi của thiết bị.Điều này được khẳng định bởi thực tế là trong thập kỷ đầu tiên kể từ khi phát minh ra ở Hoa Kỳ (không tính các nước khác), hơn 100 nghìn thiết bị đã được sản xuất.
Trong số các đặc tính tích cực của bộ cộng hưởng thạch anh, giải thích sự phổ biến và nhu cầu về thiết bị:
- hệ số chất lượng tốt, các giá trị trong đó - 104-106 - vượt quá các thông số của các chất tương tự đã sử dụng trước đó (chúng có hệ số chất lượng là 300);
- kích thước nhỏ, có thể được đo bằng phần nhỏ của milimét;
- khả năng chống lại nhiệt độ, sự dao động của nó;
- tuổi thọ lâu dài;
- dễ sản xuất;
- khả năng xây dựng bộ lọc tầng chất lượng cao mà không cần sử dụng cài đặt thủ công.
Bộ cộng hưởng thạch anh cũng có những nhược điểm:
- các yếu tố bên ngoài cho phép bạn điều chỉnh tần số trong phạm vi hẹp;
- có cấu trúc dễ vỡ;
- không chịu được nhiệt độ quá cao.
Nguyên lý hoạt động của máy cộng hưởng thạch anh
Thiết bị hoạt động dựa trên hiệu ứng áp điện, hiệu ứng này thể hiện trên một tấm thạch anh và ở nhiệt độ thấp. Phần tử được cắt ra khỏi một tinh thể thạch anh duy nhất, quan sát ở góc xác định. Sau đó xác định các thông số điện hóa của bộ cộng hưởng.
Các tấm được tráng trên cả hai mặt bằng một lớp bạc (bạch kim, niken, vàng đều phù hợp). Sau đó, chúng được cố định chắc chắn trong vỏ, được niêm phong. Thiết bị là một hệ thống dao động có tần số cộng hưởng riêng của nó.
Khi các điện cực chịu một hiệu điện thế xoay chiều, tấm thạch anh, có tính chất áp điện, sẽ uốn cong, co lại, dịch chuyển (tùy thuộc vào kiểu xử lý của tinh thể). Đồng thời, một EMF đối kháng xuất hiện trong nó, giống như nó xảy ra trong một cuộn cảm nằm trong một mạch dao động.
Khi đặt một hiệu điện thế có tần số trùng với dao động tự nhiên của bản thì trong thiết bị này quan sát thấy hiện tượng cộng hưởng. Đồng thời:
- một phần tử thạch anh làm tăng biên độ dao động;
- điện trở của bộ cộng hưởng giảm đi rất nhiều.
Năng lượng cần thiết để duy trì dao động là thấp trong trường hợp tần số bằng nhau.
Chỉ định một bộ cộng hưởng thạch anh trên mạch điện
Thiết bị được chỉ định tương tự như một tụ điện. Sự khác biệt: một hình chữ nhật được đặt giữa các đoạn thẳng đứng - biểu tượng của một tấm làm bằng tinh thể thạch anh. Các cạnh của hình chữ nhật và bản tụ điện cách nhau một khoảng trống. Gần đó trên sơ đồ có thể có ký hiệu bằng chữ cái của thiết bị - QX.
Cách kiểm tra bộ cộng hưởng thạch anh
Các vấn đề với các thiết bị nhỏ phát sinh nếu chúng nhận được một cú đánh mạnh. Điều này xảy ra khi các thiết bị chứa bộ cộng hưởng trong thiết kế bị rơi. Sau đó không thành công và yêu cầu thay thế theo các thông số tương tự.
Kiểm tra hiệu suất của bộ cộng hưởng yêu cầu một người kiểm tra. Nó được lắp ráp theo một mạch dựa trên một bóng bán dẫn KT3102, 5 tụ điện và 2 điện trở (thiết bị tương tự như một bộ dao động thạch anh được lắp ráp trên một bóng bán dẫn).
Thiết bị phải được kết nối với đế của bóng bán dẫn và cực âm trong các kết nối được kết nối, kết nối, bảo vệ bằng cách lắp đặt một tụ điện bảo vệ. Nguồn điện của mạch chuyển đổi không đổi - 9V. Thêm vào đó, chúng kết nối với đầu vào của bóng bán dẫn, với đầu ra của nó - thông qua tụ điện - một máy đo tần số, cố định các thông số tần số của bộ cộng hưởng.
Lược đồ được sử dụng khi thiết lập mạch dao động.Khi bộ cộng hưởng ở tình trạng tốt, khi được kết nối, nó tạo ra dao động dẫn đến sự xuất hiện của hiệu điện thế xoay chiều ở đầu phát của bóng bán dẫn. Hơn nữa, tần số điện áp trùng với một đặc tính tương tự của bộ cộng hưởng.
Thiết bị bị lỗi nếu máy đo tần số không phát hiện ra sự xuất hiện của tần số hoặc xác định được sự hiện diện của tần số, nhưng nó khác nhiều so với giá trị danh định hoặc nó thay đổi lớn khi vỏ được nung nóng bằng mỏ hàn.
Các bài tương tự:
