Rezonator cuarț: principiul funcționării și domeniul de aplicare

De la invenție un generator de frecvență a trecut mult timp. Dezvoltatorii s-au confruntat cu multe probleme pe parcurs. Scopul designerilor întregii planete a fost acela de a crea un generator care să poată produce o frecvență stabilă la ieșire. Este pe ea ca munca digitala dispozitive: calculatoare, microprocesoare, ceasuri de cuarț etc. Obținerea unei frecvențe stabile, care nu depinde de parametri precum temperatura sau timpul de funcționare, a însemnat un progres în construcția circuitelor electronice și capacitatea de a proiecta noi dispozitive electronice. Situația sa schimbat radical din momentul în care a apărut rezonatorul de cuart. Acest mic dispozitiv compact permite "minuni" în electronică.

Soluțiile de circuit, în care a fost folosit rezonatorul de cuarț, s-au dovedit a fi atât de reușite încât acest dispozitiv a devenit ferm în categoria celor mai solicitate în proiectarea și dezvoltarea circuitelor electronice. Odată cu dezvoltarea dispozitivelor digitale, există o tendință constantă de a folosi din ce în ce mai mult un rezonator cuarț. Principiul de funcționare destul de simplu și bazat pe efectul piezoelectric invers. Cu alte cuvinte, dacă o tensiune alternativă este aplicată la ieșirea sa, aceasta va conduce la o schimbare de fază, deoarece atunci când jumătatea valurilor cade, dispozitivul începe să dea stocul energie mecanică. Acest efect a fost observat de dezvoltatorii acestui element uimitor.

Fiecare cristal din care este produs un rezonator cuarț are propriile sale proprietăți mecanice. Ele, la rândul lor, afectează parametrul, cum ar fi frecvența dispozitivului. Să ne imaginăm că, cu un circuit necomplicat, simulează condițiile în care dispozitivul va funcționa. Începeți să măriți treptat frecvența. La un moment dat, vom realiza o anumită schimbare de fază între tensiunea de alimentare și cuarțul livrat. Cu frecvență în creștere, putem introduce un circuit în rezonanță - de fapt, de aici și originea numelui dispozitivului în sine.

Dispozitivele miniaturate bazate pe rezonatoare sunt utilizate pe scară largă în electronica radio. Un bun exemplu de acest lucru poate servi drept măsurătoare de microprobe, heterodynă. Cu ajutorul lor, au apărut dispozitive stabile și fiabile. În jocul popular "Vânătoare pentru vulpi" se folosesc dispozitive bazate pe aceste elemente.

Toate ceasurile de cuarț cunoscute conțin un rezonator cuarț, care este o sursă stabilă de impulsuri. Prin numărarea acestor impulsuri, este posibil să se genereze un al doilea semnal, care este necesar pentru funcționarea acestui dispozitiv cunoscut în întreaga lume.

Electronica modernă nu poate refuza să utilizeze acest dispozitiv uimitor. Mă întreb cum ar funcționa computerul dvs. dacă generator de impulsuri frecvența de referință din procesor a început brusc să producă o frecvență instabilă? Acest lucru ar conduce la o funcționare defectuoasă a întregului sistem și, cel mai probabil, la mutarea acestuia.

Așa-numitul rezonator de cuart este "inima" aproape a oricărui dispozitiv digital. Fără aceasta, computerul sau laptopul nu mai funcționează, nu vor exista comunicații pe Internet și mobile.

De remarcat, de asemenea, că dezvoltarea acestor dispozitive este pe calea minimizării dimensiunii și a creșterii frecvenței de operare.