석영 공진기 : 목적, 적용, 작동 원리, 사용 특성

석영 공진기는 무엇을 위한 것입니까?

마이크로프로세서와 마이크로컨트롤러로 완성된 최신 디지털 전자 장치는 클록 진동 없이는 생각할 수 없습니다. 그리고 시계의 진동이 얻어지는 곳에 발전기와 진동 시스템의 작동이 있고, 진동 시스템이 있는 곳에 공진 현상과 품질 요소와 같은 중요한 매개 변수가 반드시 나타날 것입니다. 여기에서는 석영 공진기(오실레이터)를 소개합니다.

석영 공진기(석영)는 석영 판의 압전 및 기계적 특성을 사용하는 높은 주파수 불변성을 갖는 전자기 발진 발생기입니다.

작동 원리에 따르면 석영 공진기는 석영 주파수 안정화 기능이 있는 발진기입니다. 이러한 생성기는 측정 장비, 주파수 및 시간 표준, 석영 시계 및 다양한 전자 장비에서 매우 안정적인 마스터 생성기로 사용됩니다.

석영 공진기의 단점은 수정의 공진 주파수에 의해 결정되는 고정 주파수에서만 생성할 수 있고 실질적으로 주파수 튜닝을 허용하지 않는다는 것입니다.

모든 석영 공진기 회로는 어떤 석영 공진(병렬 또는 직렬)이 사용되는지에 따라 두 개의 큰 그룹으로 나뉩니다. 가장 널리 퍼진 것은 석영이 병렬 공진 주파수에 가깝게 작동하는 석영 공진기 회로입니다.

따라서 전자 회로의 석영 공진기는 어떤 것에 대한 타의 추종을 불허하는 대안입니다. 발진 회로커패시터와 인덕터로 구성됩니다. 출력은 석영 공진기의 가장 높은 Q 계수입니다. 좋은 LC 회로는 Q-factor가 300에 도달하는 반면, 석영 공진기의 Q-factor는 최대 10,000,000까지 도달할 수 있습니다.보시다시피 우월성은 수만 배입니다. 따라서 발진 회로는 Q 팩터 측면에서 석영 공진기와 비교할 수 없습니다.

온도가 공진 주파수에 미치는 영향은 말할 필요도 없습니다. 동일한 발진 회로의 공진 주파수는 들어가는 커패시터의 TKE(커패시턴스의 온도 계수)에 크게 의존합니다. 반면 석영은 온도 안정성이 매우 높기 때문에 석영 공진기는 다양한 목적을 위한 클록 주파수 생성기의 발진원으로서 확고한 위치를 유지합니다.

석영 공진기의 작동 방식

석영 공진기가 어떻게 작동하고 작동하는지 이해하려면 그것이 무엇인지 기억하는 것으로 충분합니다. 압전 효과… 특정 방식으로 결정에서 잘라낸 저온 석영(이산화규소) 판을 상상해 보십시오.웨이퍼가 결정에서 절단되는 각도는 생산되는 공진기의 전기 기계적 특성을 결정합니다. 전극은 이제 니켈, 백금, 금 또는 은의 층을 증착하여 양면에서 이 플레이트에 부착되고 솔리드 와이어가 부착됩니다. 전체 구조는 작은 밀봉 하우징에 배치됩니다.

따라서 (저온 석영의 자연적 특성으로 인해) 압전 효과가 있고 자체 공진 주파수를 갖는 전기 기계 발진 시스템이 얻어졌습니다.

이제 주파수가 결과 발진 시스템의 공진 주파수에 가까운 전극에 교류 전압이 적용되면 플레이트가 최대 진폭으로 기계적으로 수축 및 팽창하기 시작하고 압전 효과로 인해 더 가깝습니다. 인가된 전압의 주파수가 공진될수록 공진기의 저항은 낮아집니다. 이것은 고주파 발진기 회로가 있는 석영 공진기와 유사합니다. 결과는 본질적으로 직렬 LC 회로와 유사합니다.

석영 공진기의 특성

석영 공진기는 등가 회로의 형태로 나타낼 수 있으며 여기서 C0는 금속 케이블 홀더와 전극에 의해 형성된 장착 전기 용량입니다. C1, L 및 R은 플레이트의 전기 기계적 특성으로 인해 얻은 실제 발진 회로의 아날로그로서 전극과 직접 플레이트의 커패시턴스, 인덕턴스 및 활성 저항입니다.

회로에서 장착 커패시턴스 C0을 제외하면 명시적으로 직렬 발진 회로를 얻게 됩니다.다이어그램에서 공진기의 지정은 판 사이에 수정을 상징하는 직사각형이있는 커패시터처럼 보입니다.

납땜에 의해 보드에서 석영 공진기를 조립 및 분해하는 과정에서 573 ° C 이상의 석영 과열은 수정의 압전 특성 손실로 가득 차 있음을 기억해야합니다.