Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ця стаття не містить . (січень 2020) |
Ква́рцовий генера́тор — генератор змінної напруги, стабілізувальним елементом частоти якого є кварцовий резонатор чи п'єзоелемент. Відзначається високою температурною і тривалою стабільністю, низьким рівнем фазових шумів.
Серце, яке б'ється у більшості електронних систем сьогодні — це кварцовий генератор. У той час як пристрої, засновані на технології мікроелектромеханічної системи (MEMS), безумовно, знаходять застосування в цій галузі, недорогий кварцовий генератор досі домінує, і це також є електромеханічним пристроєм.
По суті, кварцові генератори є пристроями, в яких схема генератора використовує механічний резонанс п'єзоелектричного матеріалу, найчастіше кварцового кристала, для створення електричного сигналу з точною стабільною частотою. Створений таким чином сигнал зазвичай називається тактовим сигналом і використовується для синхронізації роботи інших електронних пристроїв, що становлять систему.
Продуктивність з часом
Стабільність кварцового генератора визначається його добротністю; чим вище добротність, тим стабільніший пристрій. Ряд впливів, у загальному які називаються старінням, може обмежувати довготривалу стабільність кварцових генераторів.
Поступова зміна частоти з часом обумовлена багатьма факторами: напруги, що виникають в опорах і контактах, з часом можуть ослабнути; забруднюючі речовини можуть адсорбуватися на поверхні кристала, змінюючи його масу; склад кристалів може бути поступово змінено; його решітка може бути пошкоджена радіацією та багато іншого. Зведення до мінімуму наслідків старіння багато в чому залежить від вибору матеріалів та компонентів, що використовуються під час створення генератора, методів упаковки та технологій виготовлення. На щастя, старіння логарифмічно зменшується з часом і найбільші зміни відбуваються під час початкового життя генератора. Таким чином, виробники зазвичай штучно старіють кристал шляхом тривалого зберігання при температурі від 85 до 125 °C, щоб збільшити його довготривалу стабільність.
Коливання кварцового генератора
Частота власних коливань кварцового генератора може бути в діапазоні від кількох кГц до сотень МГц. Вона визначається фізичними розмірами резонатора, пружністю та п'єзоелектричною постійною кварцу, а також тим, як вирізаний резонатор із кристала. Так як кварцовий резонатор є закінченим електронним компонентом, його частоту можна змінювати зовнішніми елементами та схемою включення у дуже вузькому діапазоні вибором резонансної частоти (паралельний або послідовний) або знизити паралельно включеним конденсатором. Існують, однак, кустарні методики підстроювання резонатора. Це доцільно у випадках, коли бажано мати кілька резонаторів із дуже близькими параметрами. Для зменшення частоти на кристал короткочасно впливають парами йоду (це збільшує масу срібних обкладок), збільшення частоти обкладки резонатора шліфують.
Можливість зміни частоти
- фіксованої частоти
- частота керується напругою (VCXO)
- частота керується цифровим кодом (NCXO)
Для одержання високої добротності і стабільності резонатор розташовують у вакуумі і підтримують постійною його температуру.[]
Широковживані частоти
Це 3,579545 МГц, 4,433619 МГц, 10 МГц, 11,0592 МГц, 14,318182 МГц, 17,734475 МГц, 20 МГц, 33,33 МГц, і 40 МГц.
- Популярність 3,579545 МГц обумовлена низькою ціною генераторів через їх використання в телевізорах NTSC. Ділячи і перемножуючи, застосовуючи фазове автопідстроювання частоти, від однієї стабільної частоти можна отримати цілий ряд.
- 14,318182 МГц (чотири рази по 3,579545 МГц) використовується в комп'ютерних дисплеях для отримання растрового екрану системи NTSC.
- Частоти 4,433619 МГц і 17.734475 МГц використовують в системі PAL.
- Частота 11,059 МГц популярна через стандарт RS232.
Вид вихідного сигналу
Генератори можуть вироблятися як з синусоїдальним вихідним сигналом, так і з сигналом прямокутної форми, сумісним за логічним рівнем з одним зі стандартів (TTL, CMOS, LVCMOS, LVDS та інші). Генератор потребує відповідності напруги джерела живлення.
Рівень фазових шумів
У найкращих генераторів спектральна щільність потужності фазових шумів може бути менше -100 дБн/Гц при відхиленні 1 Гц і менше -150 дБн/Гц при відхиленні 1 кГц від вихідної частоти 10 МГц.
Наявність і тип термостабілізації
- термокомпенсовані (TCXO)
- термостатовані (OCXO, DOCXO)
Переваги кварцових генераторів
- Кварцові генератори мають дуже високу стабільність частоти.
- Висока частота роботи.
- Низький частотний дрейф через зміну температури та інших параметрів.
- Q дуже високий.
- Мають автоматичне керування амплітудою.
Приклади використання
Використання
Кварцові генератори використовують:
- У синтезаторах частоти.
- У спеціальних типах приймачів.
- У радіо та телевізійних передавачах.
- Як кришталевий[] годинник у мікропроцесорах.
У сучасних ПК все ще використовуються кварцові генератори, але для отримання багатогігагерцових тактових частот застосовуються складніші технології. ПК використовує кристал із частотою набагато меншою, ніж робоча, і множить її за допомогою фазового автопідстроювання частоти. Комп'ютери часто використовують кристал на 14318, оскільки цю частоту використовували в старих телевізорах, і такі кристали були недорогими і широко поширеними.
Див. також
Джерела
- Кварцовий генератор. Державне підприємство «Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості». Архів оригіналу за 15 Листопада 2021. Процитовано 15 листопада 2021.
- Кварцові генератори стандартні. www.sea.com.ua. Процитовано 24 липня 2022.
- Разбираем кварцевый генератор и его крохотную интегральную схему. Хабр (рос.). Процитовано 24 липня 2022.
- Генератори із кварцовою стабілізацією частоти. Vuzlit. Процитовано 24 липня 2022.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Nemaye perevirenih versij ciyeyi storinki jmovirno yiyi she ne pereviryali na vidpovidnist pravilam proektu Cya stattya ne mistit posilan na dzherela Vi mozhete dopomogti polipshiti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno sichen 2020 Kva rcovij genera tor generator zminnoyi naprugi stabilizuvalnim elementom chastoti yakogo ye kvarcovij rezonator chi p yezoelement 1 Vidznachayetsya visokoyu temperaturnoyu i trivaloyu stabilnistyu nizkim rivnem fazovih shumiv Kvarcovij generator vseredini mikroskladannya formatu DIP mikroshemi Useredini znahoditsya drukovana plata tonkij kruglij kvarcovij rezonator z metalizovanimi obkladkami zverhu ta znizu znahoditsya livoruch na fotografiyi mikroshema ta obv yazuvannya Serce yake b yetsya u bilshosti elektronnih sistem sogodni ce kvarcovij generator U toj chas yak pristroyi zasnovani na tehnologiyi mikroelektromehanichnoyi sistemi MEMS bezumovno znahodyat zastosuvannya v cij galuzi nedorogij kvarcovij generator dosi dominuye i ce takozh ye elektromehanichnim pristroyem Po suti kvarcovi generatori ye pristroyami v yakih shema generatora vikoristovuye mehanichnij rezonans p yezoelektrichnogo materialu najchastishe kvarcovogo kristala dlya stvorennya elektrichnogo signalu z tochnoyu stabilnoyu chastotoyu Stvorenij takim chinom signal zazvichaj nazivayetsya taktovim signalom i vikoristovuyetsya dlya sinhronizaciyi roboti inshih elektronnih pristroyiv sho stanovlyat sistemu 2 Zmist 1 Produktivnist z chasom 2 Kolivannya kvarcovogo generatora 3 Mozhlivist zmini chastoti 4 Shirokovzhivani chastoti 5 Vid vihidnogo signalu 6 Riven fazovih shumiv 7 Nayavnist i tip termostabilizaciyi 8 Perevagi kvarcovih generatoriv 9 Prikladi vikoristannya 10 Vikoristannya 11 Div takozh 12 DzherelaProduktivnist z chasomred Stabilnist kvarcovogo generatora viznachayetsya jogo dobrotnistyu chim vishe dobrotnist tim stabilnishij pristrij Ryad vpliviv u zagalnomu yaki nazivayutsya starinnyam mozhe obmezhuvati dovgotrivalu stabilnist kvarcovih generatoriv Postupova zmina chastoti z chasom obumovlena bagatma faktorami naprugi sho vinikayut v oporah i kontaktah z chasom mozhut oslabnuti zabrudnyuyuchi rechovini mozhut adsorbuvatisya na poverhni kristala zminyuyuchi jogo masu sklad kristaliv mozhe buti postupovo zmineno jogo reshitka mozhe buti poshkodzhena radiaciyeyu ta bagato inshogo Zvedennya do minimumu naslidkiv starinnya bagato v chomu zalezhit vid viboru materialiv ta komponentiv sho vikoristovuyutsya pid chas stvorennya generatora metodiv upakovki ta tehnologij vigotovlennya Na shastya starinnya logarifmichno zmenshuyetsya z chasom i najbilshi zmini vidbuvayutsya pid chas pochatkovogo zhittya generatora Takim chinom virobniki zazvichaj shtuchno stariyut kristal shlyahom trivalogo zberigannya pri temperaturi vid 85 do 125 C shob zbilshiti jogo dovgotrivalu stabilnist 3 Kolivannya kvarcovogo generatorared Chastota vlasnih kolivan kvarcovogo generatora mozhe buti v diapazoni vid kilkoh kGc do soten MGc Vona viznachayetsya fizichnimi rozmirami rezonatora pruzhnistyu ta p yezoelektrichnoyu postijnoyu kvarcu a takozh tim yak virizanij rezonator iz kristala Tak yak kvarcovij rezonator ye zakinchenim elektronnim komponentom jogo chastotu mozhna zminyuvati zovnishnimi elementami ta shemoyu vklyuchennya u duzhe vuzkomu diapazoni viborom rezonansnoyi chastoti paralelnij abo poslidovnij abo zniziti paralelno vklyuchenim kondensatorom Isnuyut odnak kustarni metodiki pidstroyuvannya rezonatora Ce docilno u vipadkah koli bazhano mati kilka rezonatoriv iz duzhe blizkimi parametrami Dlya zmenshennya chastoti na kristal korotkochasno vplivayut parami jodu ce zbilshuye masu sribnih obkladok zbilshennya chastoti obkladki rezonatora shlifuyut 4 Mozhlivist zmini chastotired fiksovanoyi chastoti chastota keruyetsya naprugoyu VCXO chastota keruyetsya cifrovim kodom NCXO Dlya oderzhannya visokoyi dobrotnosti i stabilnosti rezonator roztashovuyut u vakuumi i pidtrimuyut postijnoyu jogo temperaturu dzherelo Shirokovzhivani chastotired Ce 3 579545 MGc 4 433619 MGc 10 MGc 11 0592 MGc 14 318182 MGc 17 734475 MGc 20 MGc 33 33 MGc i 40 MGc Populyarnist 3 579545 MGc obumovlena nizkoyu cinoyu generatoriv cherez yih vikoristannya v televizorah NTSC Dilyachi i peremnozhuyuchi zastosovuyuchi fazove avtopidstroyuvannya chastoti vid odniyeyi stabilnoyi chastoti mozhna otrimati cilij ryad 14 318182 MGc chotiri razi po 3 579545 MGc vikoristovuyetsya v komp yuternih displeyah dlya otrimannya rastrovogo ekranu sistemi NTSC Chastoti 4 433619 MGc i 17 734475 MGc vikoristovuyut v sistemi PAL Chastota 11 059 MGc populyarna cherez standart RS232 Vid vihidnogo signalured Generatori mozhut viroblyatisya yak z sinusoyidalnim vihidnim signalom tak i z signalom pryamokutnoyi formi sumisnim za logichnim rivnem z odnim zi standartiv TTL CMOS LVCMOS LVDS ta inshi Generator potrebuye vidpovidnosti naprugi dzherela zhivlennya Riven fazovih shumivred U najkrashih generatoriv spektralna shilnist potuzhnosti fazovih shumiv mozhe buti menshe 100 dBn Gc pri vidhilenni 1 Gc i menshe 150 dBn Gc pri vidhilenni 1 kGc vid vihidnoyi chastoti 10 MGc Nayavnist i tip termostabilizaciyired termokompensovani TCXO termostatovani OCXO DOCXO Perevagi kvarcovih generatorivred Kvarcovi generatori mayut duzhe visoku stabilnist chastoti Visoka chastota roboti Nizkij chastotnij drejf cherez zminu temperaturi ta inshih parametriv Q duzhe visokij Mayut avtomatichne keruvannya amplitudoyu Prikladi vikoristannyared Generator PirsaVikoristannyared Kvarcovi generatori vikoristovuyut U sintezatorah chastoti U specialnih tipah prijmachiv U radio ta televizijnih peredavachah Yak krishtalevij sho godinnik u mikroprocesorah 2 U suchasnih PK vse she vikoristovuyutsya kvarcovi generatori ale dlya otrimannya bagatogigagercovih taktovih chastot zastosovuyutsya skladnishi tehnologiyi PK vikoristovuye kristal iz chastotoyu nabagato menshoyu nizh robocha i mnozhit yiyi za dopomogoyu fazovogo avtopidstroyuvannya chastoti Komp yuteri chasto vikoristovuyut kristal na 14318 oskilki cyu chastotu vikoristovuvali v starih televizorah i taki kristali buli nedorogimi i shiroko poshirenimi Div takozhred Kvarcovij rezonatorDzherelared Kvarcovij generator Derzhavne pidpriyemstvo Ukrayinskij naukovo doslidnij i navchalnij centr problem standartizaciyi sertifikaciyi ta yakosti Arhiv originalu za 15 Listopada 2021 Procitovano 15 listopada 2021 a b Kvarcovi generatori standartni www sea com ua Procitovano 24 lipnya 2022 Razbiraem kvarcevyj generator i ego krohotnuyu integralnuyu shemu Habr ros Procitovano 24 lipnya 2022 Generatori iz kvarcovoyu stabilizaciyeyu chastoti Vuzlit Procitovano 24 lipnya 2022 nbsp Cya stattya ye zagotovkoyu Vi mozhete dopomogti proyektu dorobivshi yiyi Ce povidomlennya varto zaminiti tochnishim Otrimano z https uk wikipedia org wiki Kvarcovij generator