Кварцовий резонатор: принцип роботи і область застосування

З моменту винаходу генератора частоти пройшло вже чимало часу. Розробники зіткнулися з безліччю проблем на цьому шляху. Метою проектувальників всієї планети було створення генератора, який був би здатний видавати на виході стабільну частоту. Саме на ній і базується робота цифрових пристроїв: комп`ютерів, мікропроцесорів, кварцових годин і т.д. Отримання стабільної частоти, яка не залежить від таких параметрів, як температура або час роботи, означало прорив в побудові електронних схем і можливість проектувати нові електронні пристрої. Ситуація кардинально змінилася з того моменту, коли з`явився кварцовий резонатор. Це невелике компактне пристрій дозволяє &ldquo-творити чудеса&rdquo- в електроніці.

Відео: Огляд кварцових резонаторів

Схемні рішення, в яких став використовуватися кварцовий резонатор, виявилися настільки вдалими, що цей пристрій міцно увійшло в розряд найбільш затребуваних при проектуванні і розробці електронних схем. З розвитком цифрових пристроїв спостерігається стійка тенденція все більше застосовувати кварцовий резонатор. Принцип роботи досить простий і заснований на зворотному п`єзоелектричного ефекту. Іншими словами, якщо на його вихід подати змінну напругу, то це призведе до зсуву фаз, так як при спаді напівхвилі пристрій починає віддавати накопичену механічну енергію. Цей ефект і був помічений розробниками цього дивного елемента.

Кожен кристал, з якого виготовлений кварцовий резонатор, має свої механічними властивостями. Вони в свою чергу впливають на такий параметр, як частота приладу. Давайте уявимо, що за допомогою нескладної схеми ми імітуємо умови, при яких буде працювати прилад. Починаємо поступово збільшувати частоту. У певний момент ми досягнемо певного зсуву фаз між подає напругою, і віддається кварцом. Зі збільшенням частоти ми зможемо ввести схему в резонанс - власне, звідси і походження самої назви пристрою.

Відео: Лекція 5: Кварцовий резонатор

Мініатюрні пристрої на основі резонаторів широко застосовуються в радіоелектроніці. Хорошим прикладом цього можуть послужити вимірювальні мікрозонди, гетеродина. З їх допомогою з`явилися стабільні і надійні пристрої. У популярній грі &ldquo- полювання на лисиць &rdquo- використовуються прилади на основі цих елементів.

Всім відомі кварцові годинники містять кварцовий резонатор, який і є стійким джерелом імпульсів. Підраховуючи ці імпульси можна сформувати секундний сигнал, необхідний для роботи цього відомого в усьому світі пристрої.

Відео: Експеримент: кварцовий генератор - малопотужний передавач на 144 МГц. Випробування з виходом в поля.

Сучасна електроніка не може відмовитися від застосування цього дивного приладу. Цікаво, як би став працювати ваш комп`ютер, якщо б генератор імпульсів опорної частоти в процесорі раптом став видавати нестабільну частоту? Це призвело б до неправильної роботи всієї системи, і, швидше за все, до її зависання.

Так званий резонатор кварцовий є &ldquo-серцем&rdquo- практично будь-якого цифрового приладу. Без нього перестане працювати комп`ютер або ноутбук, не стане інтернету і мобільного зв`язку.