सिस्टल ओसिलेटरको कार्य सिद्धान्त

क्रिस्टल ओसिलेटरको सारांश

क्रिस्टल ओसिलेटरले निश्चित एजिमुथ कोण अनुसार क्वार्ट्ज क्रिस्टलबाट काटिएको वेफरलाई बुझाउँछ, क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेजोनेटर, क्वार्ट्ज क्रिस्टल वा क्रिस्टल ओसिलेटर भनेर चिनिन्छ;प्याकेज भित्र थपिएको IC सहितको क्रिस्टल तत्वलाई क्रिस्टल ओसिलेटर भनिन्छ।यसको उत्पादनहरू सामान्यतया धातु केसहरूमा प्याकेज गरिन्छ, तर गिलास केसहरूमा, सिरेमिक वा प्लास्टिकमा पनि।

क्रिस्टल थरथरानवाला को कार्य सिद्धान्त

क्वार्ट्ज क्रिस्टल ओसिलेटर क्वार्ट्ज क्रिस्टलको पिजोइलेक्ट्रिक प्रभावबाट बनेको एक गुंजाइश उपकरण हो।यसको आधारभूत संरचना लगभग निम्नानुसार छ: एक निश्चित अजिमुथ स्लाइस अनुसार क्वार्ट्ज क्रिस्टलबाट, इलेक्ट्रोडको रूपमा यसको दुई सम्बन्धित सतहहरूमा चाँदीको तहले लेपित, प्रत्येक इलेक्ट्रोडमा लिड तारलाई वेल्डेड गरी पिनमा जोडिएको छ, प्याकेज खोलसँग जोडिएको छ। क्वार्ट्ज क्रिस्टल रेजोनेटर, क्वार्ट्ज क्रिस्टल वा क्रिस्टल, क्रिस्टल कम्पन भनिन्छ।यसको उत्पादनहरू सामान्यतया धातु केसहरूमा प्याकेज गरिन्छ, तर गिलास केसहरूमा, सिरेमिक वा प्लास्टिकमा पनि।

यदि क्वार्ट्ज क्रिस्टलको दुई इलेक्ट्रोडहरूमा विद्युतीय क्षेत्र लागू गरियो भने, चिप मेकानिकल रूपमा विकृत हुन्छ।यसको विपरीत, यदि चिपको दुबै छेउमा मेकानिकल दबाब लागू गरियो भने, चिपको सम्बन्धित दिशामा एक विद्युतीय क्षेत्र उत्पन्न हुनेछ।यस भौतिक घटनालाई पिजोइलेक्ट्रिक प्रभाव भनिन्छ।यदि वैकल्पिक भोल्टेजहरू चिपको दुई ध्रुवहरूमा लागू गरियो भने, चिपले मेकानिकल कम्पनहरू उत्पन्न गर्नेछ, जसले बारीमा वैकल्पिक विद्युतीय क्षेत्रहरू उत्पन्न गर्नेछ।

सामान्यतया, चिपको मेकानिकल कम्पनको आयाम र वैकल्पिक विद्युतीय क्षेत्रको आयाम धेरै सानो हुन्छ, तर जब लागू गरिएको वैकल्पिक भोल्टेजको आवृत्ति एक विशिष्ट मान हो, आयाम अन्य आवृत्तिहरूको भन्दा धेरै ठूलो हुन्छ। , यो घटनालाई पिजोइलेक्ट्रिक रेजोनान्स भनिन्छ, जुन LC सर्किटको अनुनादसँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ।यसको रेजोनन्ट फ्रिक्वेन्सी काट्ने मोड, ज्यामिति र चिपको साइजसँग सम्बन्धित छ।

जब क्रिस्टल कम्पन हुँदैन, यसलाई इलेक्ट्रोस्टेटिक क्यापेसिटन्स C भनिने फ्ल्याट क्यापेसिटरको रूपमा मान्न सकिन्छ, र यसको आकार चिपको ज्यामितीय आकार र इलेक्ट्रोडको क्षेत्रसँग सम्बन्धित छ, सामान्यतया केही छाला विधि र दर्जनौं छाला विधि। ।जब क्रिस्टल दोलन हुन्छ, मेकानिकल कम्पनको जडत्व इन्डक्टेन्स L को बराबर हुन्छ। सामान्यतया, L मानहरू दस देखि सयौं डिग्री सम्म हुन्छन्।चिपको लोच क्यापेसिटन्स C को बराबर हुन सक्छ, जुन धेरै सानो छ, सामान्यतया केवल 0.0002 ~ 0.1 पिकोग्राम।वेफर कम्पन को समयमा घर्षण को कारण हानि R को बराबर छ, जसको मूल्य लगभग 100 ओम छ।किनभने चिपको समतुल्य इन्डक्टन्स धेरै ठूलो छ, र C धेरै सानो छ, R पनि सानो छ, त्यसैले सर्किटको गुणस्तर कारक Q धेरै ठूलो छ, 1000 ~ 10000 सम्म। थप रूपमा, चिपको गुंजन आवृत्ति। मूलतया केवल काट्ने मोड, ज्यामिति र चिपको आकारसँग सम्बन्धित छ, र ठीकसँग गर्न सकिन्छ, त्यसैले क्वार्ट्ज रेजोनेटरहरूबाट बनेको ओसिलेटर सर्किटले उच्च आवृत्ति स्थिरता प्राप्त गर्न सक्छ।

कम्प्यूटरहरूमा समय सर्किट हुन्छ, र यद्यपि शब्द "घडी" सामान्यतया यी उपकरणहरूलाई सन्दर्भ गर्न प्रयोग गरिन्छ, तिनीहरू वास्तवमा सामान्य अर्थमा घडीहरू होइनन्।तिनीहरूलाई टाइमर भनिन्छ।कम्प्यूटरको टाइमर सामान्यतया एक सटीक-मशिन क्वार्ट्ज क्रिस्टल हो जुन फ्रिक्वेन्सीमा यसको तनाव सीमा भित्र ओसिलिट हुन्छ जुन क्रिस्टल आफैं कसरी काटिएको छ र कति तनावको अधीनमा छ भन्ने कुरामा निर्भर गर्दछ।त्यहाँ प्रत्येक क्वार्ट्ज क्रिस्टलसँग सम्बन्धित दुईवटा दर्ताहरू छन्, एउटा काउन्टर र एक होल्ड दर्ता।क्वार्ट्ज क्रिस्टलको प्रत्येक दोलनले काउन्टरलाई एकले घटाउँछ।जब काउन्टर ० मा घट्छ, एक अवरोध उत्पन्न हुन्छ र काउन्टरले होल्ड दर्ताबाट प्रारम्भिक मान पुन: लोड गर्दछ।यो दृष्टिकोणले 60 अवरोध प्रति सेकेन्ड (वा कुनै अन्य इच्छित आवृत्तिमा) उत्पन्न गर्न टाइमर प्रोग्राम गर्न सम्भव बनाउँछ।प्रत्येक अवरोधलाई घडी टिक भनिन्छ।

विद्युतीय सर्तहरूमा, क्रिस्टल ओसिलेटर एक क्यापेसिटरको दुई-टर्मिनल नेटवर्क र समानान्तरमा एक प्रतिरोधक र श्रृंखलामा एक क्यापेसिटरको बराबर हुन सक्छ।बिजुली ईन्जिनियरिङ् मा, यो नेटवर्क मा दुई अनुनाद बिन्दुहरू छन्, जो उच्च र कम आवृत्ति मा विभाजित छन्।तल्लो आवृत्ति श्रृंखला अनुनाद हो, र उच्च आवृत्ति समानांतर अनुनाद हो।क्रिस्टलको विशेषताहरूको कारणले गर्दा, दुई फ्रिक्वेन्सीहरू बीचको दूरी एकदम नजिक छ।यो धेरै साँघुरो फ्रिक्वेन्सी दायरामा, क्रिस्टल ओसिलेटर इन्डक्टरको बराबर हुन्छ, त्यसैले जबसम्म क्रिस्टल ओसिलेटरको दुई छेउ उपयुक्त क्यापेसिटरहरूसँग समानान्तरमा जोडिएको हुन्छ, यसले समानान्तर अनुनाद सर्किट बनाउनेछ।यो समानान्तर अनुनाद सर्किट एक sinusoidal दोलन सर्किट बनाउन नकारात्मक प्रतिक्रिया सर्किट मा थप्न सकिन्छ।इन्डक्टन्स बराबरको क्रिस्टल ओसिलेटरको फ्रिक्वेन्सी दायरा धेरै साँघुरो भएकोले, अन्य कम्पोनेन्टका प्यारामिटरहरू धेरै फरक भए तापनि यस ओसिलेटरको फ्रिक्वेन्सी धेरै परिवर्तन हुने छैन।

क्रिस्टल ओसिलेटरको महत्त्वपूर्ण प्यारामिटर छ, त्यो लोड क्यापेसिटन्स मान हो, लोड क्यापेसिटन्स मान बराबर समानान्तर क्यापेसिटन्स चयन गर्नुहोस्, क्रिस्टल ओसिलेटरको नाममात्र अनुनाद आवृत्ति प्राप्त गर्न सक्छ।सामान्य कम्पन क्रिस्टल दोलन सर्किट क्रिस्टलसँग जोडिएको इन्भर्टिङ एम्पलीफायरको विपरित छेउमा हुन्छन् जसमा क्रिस्टलको छेउमा दुईवटा क्यापेसिटन्स प्राप्त हुन्छ, क्रमशः प्रत्येक क्यापेसिटन्स प्राप्तको अर्को छेउमा हुन्छ, श्रृंखला मानमा दुई क्यापेसिटरहरूको क्षमता बराबर हुनुपर्छ। लोड क्यापेसिटन्समा, कृपया ध्यान दिनुहोस् सामान्य IC पिनहरूमा बराबर इनपुट क्यापेसिटन्स छ, यसलाई बेवास्ता गर्न सकिँदैन।सामान्यतया, क्रिस्टल ओसिलेटरको लोड क्यापेसिटन्स 15 वा 12.5 छाला हुन्छ।यदि कम्पोनेन्ट पिनको समतुल्य इनपुट क्यापेसिटन्सलाई मानिन्छ भने, दुई 22 स्किन क्यापेसिटरहरू मिलेर बनेको क्रिस्टल ओसिलेटरको दोलन सर्किट राम्रो विकल्प हो।