เครื่องสะท้อนเสียงควอทซ์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างขึ้นจากเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก เช่นเดียวกับการสั่นพ้องทางกล มันถูกใช้โดยสถานีวิทยุซึ่งตั้งความถี่ของพาหะเป็นชั่วโมงและตัวจับเวลาโดยกำหนดช่วงเวลา 1 วินาทีในนั้น
เนื้อหา
มันคืออะไรและทำไมจึงจำเป็น
อุปกรณ์นี้เป็นแหล่งที่ให้การสั่นของฮาร์มอนิกที่มีความแม่นยำสูง มีเมื่อเทียบกับแอนะล็อก ประสิทธิภาพการทำงาน พารามิเตอร์ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น
ตัวอย่างแรกของอุปกรณ์สมัยใหม่ปรากฏบนสถานีวิทยุในปี พ.ศ. 2463-2473 เป็นองค์ประกอบที่มีการทำงานที่มั่นคง สามารถตั้งค่าความถี่พาหะได้ พวกเขาคือ:
- พวกเขาแทนที่เครื่องสะท้อนผลึกเกลือ Rochelle ซึ่งปรากฏในปี 1917 อันเป็นผลมาจากการประดิษฐ์ของ Alexander M. Nicholson และมีลักษณะที่ไม่เสถียร
- พวกเขาแทนที่วงจรที่ใช้ก่อนหน้านี้ด้วยคอยล์และตัวเก็บประจุซึ่งไม่แตกต่างกันในปัจจัยคุณภาพสูง (สูงถึง 300) และขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ต่อมาไม่นาน แร่ควอทซ์ก็กลายเป็นส่วนสำคัญของตัวจับเวลาและนาฬิกา ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความถี่เรโซแนนท์ธรรมชาติที่ 32768 Hz ซึ่งในตัวนับไบนารี 15 บิตจะตั้งค่าช่วงเวลา 1 วินาที
อุปกรณ์ที่ใช้วันนี้ใน:
- นาฬิกาควอตซ์ให้ความแม่นยำในการทำงานโดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิแวดล้อม
- เครื่องมือวัดรับประกันความแม่นยำสูงของตัวบ่งชี้
- เครื่องสะท้อนเสียงสะท้อนในทะเลซึ่งใช้ในการวิจัยและสร้างแผนที่ด้านล่าง แก้ไขแนวปะการัง น้ำตื้น ค้นหาวัตถุในน้ำ
- วงจรที่สอดคล้องกับความถี่ในการสังเคราะห์ออสซิลเลเตอร์อ้างอิง
- แบบแผนที่ใช้สำหรับบ่งชี้คลื่นของ SSB หรือสัญญาณโทรเลข
- สถานีวิทยุที่มีสัญญาณ DSB ที่มีความถี่ปานกลาง
- ตัวกรองแบนด์พาส ตัวรับชนิด superheterodyneซึ่งมีความเสถียรและคุณภาพดีกว่าฟิลเตอร์ LC
อุปกรณ์ผลิตขึ้นพร้อมเคสที่แตกต่างกัน แบ่งออกเป็นเอาต์พุต ใช้ในการติดตั้งจำนวนมาก และ SMD ใช้ในการติดตั้งบนพื้นผิว
การทำงานขึ้นอยู่กับความน่าเชื่อถือของวงจรสวิตชิ่งซึ่งส่งผลต่อ:
- การเบี่ยงเบนความถี่จากค่าที่ต้องการความเสถียรของพารามิเตอร์
- อัตราอายุของอุปกรณ์
- กำลังการผลิตไฟฟ้า
คุณสมบัติของเรโซเนเตอร์ควอทซ์
เหนือกว่าแอนะล็อกที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ ซึ่งทำให้อุปกรณ์ขาดไม่ได้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก และอธิบายขอบเขตของอุปกรณ์สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากข้อเท็จจริงที่ว่าในทศวรรษแรกนับตั้งแต่การประดิษฐ์ในสหรัฐอเมริกา (ไม่นับประเทศอื่น ๆ ) มีการผลิตอุปกรณ์มากกว่า 100,000 ชิ้น
ในบรรดาคุณสมบัติเชิงบวกของแร่ควอทซ์ซึ่งอธิบายความนิยมและความต้องการอุปกรณ์:
- ปัจจัยที่มีคุณภาพดีซึ่งมีค่า - 104-106 - เกินพารามิเตอร์ของแอนะล็อกที่ใช้ก่อนหน้านี้ (มีปัจจัยด้านคุณภาพ 300)
- ขนาดเล็กซึ่งสามารถวัดได้ในเศษส่วนของมิลลิเมตร
- ความต้านทานต่ออุณหภูมิความผันผวน
- อายุการใช้งานยาวนาน
- ความสะดวกในการผลิต
- ความสามารถในการสร้างตัวกรองคาสเคดคุณภาพสูงโดยไม่ต้องใช้การตั้งค่าด้วยตนเอง
เครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ยังมีข้อเสีย:
- องค์ประกอบภายนอกช่วยให้คุณปรับความถี่ในช่วงแคบ ๆ
- มีโครงสร้างที่เปราะบาง
- อย่าทนต่อความร้อนสูงเกินไป
หลักการทำงานของเรโซเนเตอร์ควอทซ์
อุปกรณ์ทำงานบนพื้นฐานของเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกซึ่งปรากฏบนแผ่นควอทซ์และที่อุณหภูมิต่ำ องค์ประกอบนี้ถูกตัดออกจากผลึกควอตซ์ก้อนเดียวโดยพิจารณาจากมุมที่กำหนด หลังกำหนดพารามิเตอร์ไฟฟ้าเคมีของเครื่องสะท้อน
แผ่นเคลือบทั้งสองด้านด้วยชั้นเงิน (เหมาะสำหรับทองคำขาว, นิกเกิล, ทอง) จากนั้นพวกเขาจะได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนาในตัวเรือนซึ่งปิดสนิท อุปกรณ์นี้เป็นระบบออสซิลเลเตอร์ที่มีความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเอง
เมื่ออิเล็กโทรดอยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้าสลับ แผ่นควอทซ์ ซึ่งมีคุณสมบัติเพียโซอิเล็กทริก โค้งงอ หดตัว เลื่อน (ขึ้นอยู่กับประเภทของการประมวลผลของคริสตัล) ในเวลาเดียวกัน counter-EMF จะปรากฏขึ้นเนื่องจากเกิดขึ้นในตัวเหนี่ยวนำที่อยู่ในวงจรออสซิลเลเตอร์
เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากับความถี่ที่สอดคล้องกับการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของเพลต จะสังเกตการสั่นพ้องในอุปกรณ์ พร้อมกัน:
- องค์ประกอบของควอตซ์เพิ่มแอมพลิจูดของการแกว่ง
- ความต้านทานของเครื่องสะท้อนจะลดลงอย่างมาก
พลังงานที่จำเป็นในการรักษาการสั่นจะต่ำในกรณีที่มีความถี่เท่ากัน
การกำหนดแร่ควอทซ์บนวงจรไฟฟ้า
อุปกรณ์ถูกกำหนดให้คล้ายกับตัวเก็บประจุ ความแตกต่าง: สี่เหลี่ยมผืนผ้าวางอยู่ระหว่างส่วนแนวตั้ง - สัญลักษณ์ของแผ่นที่ทำจากคริสตัลควอตซ์ ด้านข้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้าและแผ่นตัวเก็บประจุคั่นด้วยช่องว่าง บริเวณใกล้เคียงในแผนภาพอาจมีการกำหนดตัวอักษรของอุปกรณ์ - QX
วิธีทดสอบเครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์
ปัญหาเกี่ยวกับเครื่องใช้ขนาดเล็กจะเกิดขึ้นหากได้รับการกระแทกอย่างแรง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์ที่มีตัวสะท้อนในการออกแบบตก หลังล้มเหลวและต้องเปลี่ยนตามพารามิเตอร์เดียวกัน
การตรวจสอบประสิทธิภาพเรโซเนเตอร์ต้องมีผู้ทดสอบ ประกอบตามวงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์ KT3102 ตัวเก็บประจุ 5 ตัวและตัวต้านทาน 2 ตัว (อุปกรณ์นี้คล้ายกับออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์ที่ประกอบอยู่บนทรานซิสเตอร์)
อุปกรณ์จะต้องเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์และขั้วลบในการเชื่อมต่อการเชื่อมต่อการป้องกันโดยการติดตั้งตัวเก็บประจุป้องกัน แหล่งจ่ายไฟของวงจรสวิตชิ่งคงที่ - 9V นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับอินพุตของทรานซิสเตอร์ไปยังเอาต์พุต - ผ่านตัวเก็บประจุ - เครื่องวัดความถี่ซึ่งแก้ไขพารามิเตอร์ความถี่ของเรโซเนเตอร์
โครงร่างนี้ใช้เมื่อตั้งค่าวงจรการแกว่งเมื่อเรโซเนเตอร์อยู่ในสภาพดี เมื่อเชื่อมต่อแล้ว จะเกิดการสั่นที่นำไปสู่การปรากฏตัวของแรงดันไฟสลับที่อีซีแอลของทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้ ความถี่ของแรงดันไฟยังเกิดขึ้นพร้อมกับคุณลักษณะที่คล้ายคลึงกันของเครื่องสะท้อน
อุปกรณ์มีข้อผิดพลาดหากเครื่องวัดความถี่ตรวจไม่พบความถี่เกิดขึ้นหรือกำหนดความถี่ได้ แต่อาจแตกต่างจากค่าเล็กน้อยมาก หรืออาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเมื่อเคสถูกทำให้ร้อนด้วยหัวแร้ง
บทความที่คล้ายกัน:
