Berendezések rádió, valamit a kvarc rezonátor

Valamit a kvarc rezonátor

Kvarc rezonátorok. Elemek, amelyek lehetővé teszik adók és vevők „ugyanazt a nyelvet beszélik”, vagy inkább „ugyanazon a hullámhosszon”. Ezekkel a törékeny és kényes részek rádió, előbb vagy utóbb szembe kell nézned minden modellező RC-Schnick. És minden modellező tudja, hogyan kell kiválasztani a legjobb csomag az kvarc készülék.

Kvarckristály van egy nagyon érdekes tulajdonsága, amely a fizika az úgynevezett „piezoelektromos hatás”. Ez képes deformálódhat befolyása alatt egy villamos feszültség az arcok kristályrácsába. Ezzel szemben, ha a deformáció a kristály hatása alatt a külső mechanikai erő az arcán a kristályrács fordul potenciál különbség. Együtt, hogy kémiailag tiszta kvarckristály, fűrészelés tengelyek mentén a kristályrács vékony lemezek vagy ék egy markáns rezonancia tulajdonságait. Ez a két funkciók kvarclemezekkel és hátterében az elektronikus készülék, amely az úgynevezett kvarcrezonátor. Amikor az alkalmazott frekvencia a kvarc AC nagyfrekvenciás feszültség az egyik saját mechanikai rezonancia frekvenciája az elektromechanikus rezonancia jelenség, ami hirtelen megnő az elektromos vezetőképesség, pontosabban, hogy módosítsa a dinamikus ellenállását a kristályt.

Kvarckristályok lehet a különböző minták, különböző „csomagok” (különböző típusú épületek - műanyag, üveg, fém, minden formában és méretben), de minden úgy vannak kialakítva, hogy stabilizálják a frekvenciája Rádió-elektronikai eszközök. Mi elsősorban az érdekli, azokat a fajtákat, a kvarc kristályok, amelyeket a RC-berendezés. Tehát mi a konkrét paraméterek jellemzik a kvarcrezonátor, vagy, mint mindig, „Quartz”?

Először is, ez a rezonancia frekvencia. A kereskedelemben kapható kvarc a rezonancia frekvencia száz hertz több száz megahertz. Kristályok üzemelésre tervezett alacsony frekvenciákat, jellemzően rezonálnak az alapvető, az „alapvető” harmonikus. A kiindulási kristály (általában szintetikus) gyártásához ilyen rezonátor párhuzamosan elvágjuk egyik tengely a kristályrácsban. A magasabb frekvencia rezonátor kristály megmunkálás mentén a másik tengely, de a „garmonikovye” kvarc, azaz azok, amelyek úgy vannak kialakítva, hogy működnek a legmagasabb frekvencia akár 150-300 MHz, készült gondosan, a komplex technológia adatai alapján krisztallográfiával. Darabolás és megmunkálás után a munkadarab kontúr lapján meghatározott vákuumpárologtatással leválasztott vékony ezüstréteget. Ezután kvarc beszerelve a csiphordozó (egyszerűen - forrasztott szigorúan meghatározott szempontjából az ezüstréteg katódporlasztott vékony rugós drót ezüst vagy arany ötvözet), és az egész szerkezet van elhelyezve egy légmentesen zárt kamrában, ahonnan a levegő szivattyúzzák ki, és tele van inert gázzal. Mindezen nehézségek van szükség annak érdekében, hogy biztosítsa a hosszú távú stabilitás elektromechanikus rezonátor paramétereket. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen bonyolult és „elegáns” design nem lehet nagyon erős. Ezért kvarc kell kezelni nagyon óvatosan, hogy megvédjük őket a véletlen ütődésektől és erős rezgéseket.

Térjünk vissza a rezonancia frekvenciát. Mint már említettük, elsősorban attól függ, hogy a geometria a lemez. Különösen precíziós (nagy pontosságú) kvarc gyártása során „hangolva”, hogy a megfelelő frekvenciát „pripilovki” lemez, további lerakódás vagy maratással vezető réteg már permetezett. Ez a folyamat eltarthat néhány napig vagy akár hétig. El lehet képzelni, ennek költségeit ultra-precíz kimeneti eszköz. A tömegtermelés, rezonátor, persze, nem állítja. A felkészülés a kiadás fél egy bizonyos frekvencián, meghatározza az alapvető méreteit üres kristálytani térképek, kiszámítja a vastagsága a lerakódott réteg, és a végén a teljes termelési ciklus, a teljes tételt küldenek a válogatás.

Tegyük fél kvarcból mennyiségben 5.000 egységek becsült gyakorisága 10000000 Hz. Tűrések, kvarc „kiindulási kalibrálás”, azaz lehet becsülni frekvenciaeltérés (variáció) nem több, mint 0,00001%. A mi frekvenciája 10 MHz - +/- 1 Hz. Kvarc a párt gépelt összes 50 db, vagy még kevesebb. Ők viszont lesz a legdrágább. Darab 100-200 „illeszkednek” egy sor +/- 10 Hz tekintetében a „nulla” frekvencia. Ezek kvarc is drága. 2,000-3,000 kvarc lesz tűréssel +/- 100 Hz, úgynevezett standard „extrák”. Minden ilyen üregek 50-szer olcsóbb, mint a „zéró”. Tovább 1.000 kvarc lesz terjedni +/- 500 Hz, majdnem házasság. És a többi az első sort - csak a házasság. I misspoke - az első válogatás. Később elutasította kvarc fog mozogni többször. Miután az összes, hogy valaki lehet szükség bizonyos kvarc frekvencia 9.998.731 Hz, vagy 10.003.194 Hz. De senki sem tenne egy ilyen különleges „görbe” rezonátor, hogy van kiválasztva, és „elutasított”. Persze, sőt, válogatás végezzük némileg eltérő.

Quartz van néhány fontos paraméter, ami nem mondható el. Mi csak felsorolni néhány közülük, anélkül, hogy részleteket.

Termikus stabilitás - kvarc frekvencia függése a hőmérséklettől. Magától értetődik, hogy minél kisebb a frekvencia változik a hőmérséklet, annál jobb. Hosszú távú instabilitás - a népesség kvarc (bár, hogy őszinte legyek, a „régi” kvarc, valamint egy ló „nem rontja el a barázda”, mert minden „pereburlilo”).

A minőségi tényező - az arány a rezonáns frekvencia sávszélességet. A legmagasabb minőségi tényező Q

100.000 - 10.000.000 (hasonlítsa: LC-Q a tároló áramkör nem haladja meg a 100, a piezokerámia -1,000), kvarc kristályok is nagyfokú hőmérséklet-stabilitási és alacsony hosszú távú instabilitása a frekvencia (,000001-0,00000001 10-25 év).

És persze, a képesség, hogy rezonál magasabb harmonikus. Ez a lehetőség néha „divat” generáció. Bár kvarc állnak a páratlan harmonikusok (módok) 1-9 (vagy akár 11-13), mi érdekli csak azok, akik dolgoznak folyamatosan a harmadik harmonikus.

Így, körülbelül 5 x 12 x 14 mm-es merev pin 1,0 mm átmérőjű és 6 mm hosszúságú RC-berendezést használ miniatűr kvarckristályok sík fém test mérete. Minden RC-kvarc munka a harmadik harmonikus. És ha a test tartalmaz kvarc frekvenciáját 40685 MHz - ez a frekvencia a harmadik harmonikus. Továbbá, az összes márkás kvarcok jelöljük gyakorisággal csatorna számát. Például, kvarc csatorna 81 FM transzmitterek címkézett 81 FM Tx (vagy T -Transmitter, távadó) 40,815, kvarcok és vevők - 81 FM Rx (vagy vevő, vevő) 40,815. Néha, ahelyett, FM jelzik SSM - a jelölés megtalálható a német gépek Graupner. Ezen túlmenően, a kvarc vevők jelzi, hogy milyen a „rendszer” a vevő: egy vagy két frekvencia-átalakítás. Kristályok PPM és PCM eszközök nem különböznek egymástól, és általában felcserélhetők. Kristályok AM vagy FM gépek helyett SSM címkével AM. A fő különbség a kvarc AM és FM berendezés sem. Igaz AM-sáv kvarc, becslésünk szerint, egy nagyobb változás gyakorisága, aztán majd beszélünk erről részletesebben.

Figyelem! Meg kell jegyezni, hogy a számok a jelölés RC-kvarc jelzik a frekvencián, amelyen a jelet (vagyis a „csatorna” frekvencia). Következésképpen a frekvencia tüntetni a címkén, egyetlen igazi kvarc adók! A tényleges gyakorisága harmonikus rezonancia részesülő kvarc szokásosan kisebb 455 kHz (vagy kevesebb), mint a jelzett a helyére. Ez vonatkozik a vevők egy frekvencia-átalakítás. vevő kvarc kettős konverziós gyakorisága alacsonyabb, mint a működési frekvencia az adó (és gyakorisággal, jelölt) 10,7 MHz-es! Ezen túlmenően meg kell jegyezni, hogy bizonyos típusú berendezések elvén alapuló középfrekvenciás szorzás. Ez azt jelenti, hogy egy adó vezéroszcillátorral jelet generál frekvenciájú két vagy háromszor kisebb, mint a csatorna frekvencia (frekvencia feltüntetett RC-kvarc ház). és van frekvencia szorzást a megfelelő mennyiségű időt a későbbi szakaszban. Így - nem hisz a szemének.

Megvizsgáltuk egy példa az a fajta kvarc frekvencián 10,000,000 Hz. Hasonlóképpen, vannak rendezve, és a kiválasztott kvarc bármely más frekvenciát a „teljes” a kilohertz, például a gyakorisága 13.560 kHz és 13.565 kHz. De a kvarc frekvencia 13561666.667 Hz (gyakorisága ennek az első harmonikus kvarc távadó 52 csatorna) nem különösen valószínű, lemerült, és a kiválasztott közül selejtezett. Ezért szinte sohasem fordul RC-kvarc generáló pontosan azon a frekvenciája megegyezik a frekvencia rács. Mindig van egy kis „run” egyik vagy másik irányba. A gyakorlatban ez a futam is elérheti +/- 1-2 kHz, és néha még a +/- 5 kHz! Ez ijesztő? Ha a frekvencia heterodin vevő „eltolódott” az azonos irányú és azonos összegű az adó kvarc - ez egyáltalán nem ijesztő. A legfontosabb, hogy ez a „trippünk” még nem érte el a frekvenciáját a szomszédos csatorna, amely a berendezés működtetésére a barátod.

Ha figyelembe vesszük a blokk diagram a cikk „Radio fogadására és dekódolására RC-eszköz”, azt találtuk, hogy a különbség a frekvencia az adó és a vevő frekvencia heterodyne standard inverter kell lennie 455 kHz. Ez tökéletes. ezt nehéz elérni a valós világban. És van rá szükség? Hagyja, hogy a valódi piezo AFC gyakorisága 455 kHz sávszélességű +/- 3 kHz (ez egy nagyon jó szűrő).

Ábra. A jelek spektrogramja az IF szűrő bemeneténél

Spektrogramját mutatja a frekvencia válasz, fekete piezo típusú CFWM455N. A piros szín azt mutatja, egy „spektrum” az adó jel, a vivőfrekvencia, amely eltér a helyi oszcillátor frekvenciáját pontosan 455 kHz. Természetesen ez a jel a legkedvezőbb feltételeket a folyosón „akadály” - IF szűrő. Blue ábrázol adó jel, amelynek frekvenciája eltér a LO frekvencia 456,5 kHz, 1,5 kHz, azaz hosszabb optimális. Kétségtelen, hogy ez a jel is áthalad a SFF fog demodulálandó és dekódolni a dekóder. Egyidejű működése a „vörös” és „kék” adók elfogadhatatlan, mivel kölcsönös interferenciát eredményez. De a „zöld” jel (5 kHz szuboptimális) nem valószínű, hogy eléri a dekóder, de nagyon erősen befolyásolják a „vörös” és „kék”. Csak a „sárga” jelet távközzel elválasztott középfrekvencia 10 kHz FPH, bár a magasabb és szélesebb körű, lenne „mögött”, és nem zavarja más jelet.

Tényleges kísérletek több készlet berendezések Futaba FC-18V3 +, Attak-4, Graupner MC-314 és a Hitec Focus tartományban 40 MHz látható működőképességét megállapítja az összes tesztelt relatív „elhangolódásával” kvarc vevő és adó 2,5 kHz. A legtöbb „válogatós” volt a vevő, hogy jön a Hitec Focus - tovább dolgozott magabiztosan a „elhangolódásával” kvarc 4,5 kHz. Jelölések a piezo különösen ebben a vevő törölték, és nem tudjuk, hogy a tényleges sáv SFF át. Valószínűleg ott M455 szűrni az utolsó F betű vagy I. telepítve csak ne áltassuk magunkat egy ilyen „válogatós”. Széles sávszélesség FPH, amely lehetővé teszi a használatát kvarc nagy frekvencia eltérés, élesen rontja a vevő zavarérzéketlenség. Előbb-utóbb el fog jutni arra a tényre, hogy a vevő „elkapni” a zaj, és ezt követte egy hardverhiba és a veszteség modell szerint.

A kísérletek alatt az kiderült két kvarc, amelynek frekvenciája a „lebegett” nagyon jelentősen melegítés során (szabadonfutású sebességgel 20 perc után a felmelegedés a működési módban egy kvarc volt 13 kHz, a második - körülbelül 23 kHz!). Mint mondják, akkor vegye le, de leszállás után néhány perccel a járat nem lesz lehetséges ebben a kvarc. Még néhány kvarc nem voltak olyan jelentősek, hanem jelentős túllépés melegítés közben, amit az úgynevezett „határán” - a tartományban 3-5 kHz. A tisztesség, megjegyezzük, hogy az egyetlen „speciális” kvarc származó Futaba FC-18, nem okozott súlyos kritika - relatív és abszolút „elhangolódásával” nem több, mint 800 Hz. Ez megerősíti azt a feltételezésünket, hogy a „súlyos” gépek modell „csomagolt”, „súlyos” kiegészítők.

A kvarc frekvenciáit kísérletünkben a 33-34 frekvenciamérővel nem érintkező módon mértük, azaz a külső zavarok minimalizálódtak. "Vevőantennaként" egy másfél méter hosszúságú, a frekvencia-mérő "B" bemenetére csatlakoztatott hagyományos vezetéket használtunk. Az adó antennái és a frekvenciamérő közötti távolság 15 - 20 cm volt, összesen több mint 30 kvarc különböző gyártmányt teszteltek különböző típusú eszközökről és különböző csatornákra. Minden kvarcot minden berendezésben megvizsgáltunk "minden egyes" elvvel.

Összefoglalva, a következő következtetéseket vonhatjuk le:

Az adó és a vevő kvarc maximális relatív elnyomása nem haladhatja meg a 455 +/- 2,5 kHz-t.

Az adó és a vevő kvarc szinkron detonálása a "referencia" csatorna frekvenciájához képest nem sok jelentőséggel bír, és eléri az 5 kHz-et. Egy nagyobb detunálással már egy másik (közeli) csatorna lesz. Az ilyen jellegű "detuning" egyetlen hátránya, hogy a szomszédos csatornákon (vagy a csatornán keresztül) két berendezés egyidejű működtetésével való interferencia valószínűségét növeli.

A legtöbb gyártó kvarcja bármilyen típusú berendezéshez alkalmas és cserélhető.