Kristal Osilatör Nedir?
Kristal osilatör çeşitleri, piezoelektrik özelliklere sahip mekanik rezonatörlerdir. Piezoelektrik, (kristal boyunca elektrik potansiyeli mekanik deformasyonla orantılıdır) elektriksel devre elemanları olarak kullanılmalarına izin verir. Kristaller, yüksek kalite, mükemmel frekans kararlılığı, sıkı tolerans ve nispeten düşük maliyetli olması nedeniyle osilatörlerde rezonant elementler olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Kristal osilatör fiyat en uyguna Robocombo'da...
Bir kristal osilatörünün temel özellikleri ve çeşitli uygulamalarda performanslarını etkileyebilecek faktörler, on yıl boyunca karşılaşılan sorunların derlenmesi ve yük kapasitansı, negatif direnç, başlangıç zamanı, sıcaklığa karşı frekans kararlılığı, sürücü seviyesine bağlılık, kristal yaşlanması, frekans hatası ve sahte modları içerir.
Kristal Modelin Temelleri
Kuvars kristalleri elektriksel olarak bir şönt kapasitansa paralel olarak bir seri RLC dalı olarak modellenmiştir. Genellikle hareket kolu olarak adlandırılan RLC dalı serisi, mekanik kuvars rezonatörüne piezoelektrik bağlantıyı modellemektedir. Şönt kapasitansı, hem elektrot metalizasyonunun paralel plaka kapasitansı hem de kaçak paket kapasitansı tarafından oluşturulan fiziksel kapasitansı temsil eder.
Overtone RLC serisi dalları, temel seri rezonans frekansının tek katlarına yakın rezonans frekanslarına sahiptir.
5MHz ila 30MHz frekans aralığında temel modda çalışan kristaller için, devre elemanlarının tipik değerleri şunlardır:
C1 2fF ila 20fF (hareket kapasitansı)
R1 10Ω - 150Ω (eşdeğer seri direnç, ESR)
L1, C1 ve çalışma frekansı (hareket endüktansı) ile belirlenir
C0 0.5pF - 5pF arası (şönt kapasitans)
Hareketsel elemanların mekanik rezonansın elektriksel analogu ve kristalin piezoelektrik özellikleri olduğu durumlarda. ESR, mekanik rezonans kayıplarını modellemektedir.
Kristalin üzerine uygulanan kuvvetler, sabit kuvveti ve yerçekimi nedeniyle uzamsal kaynamayı görmezden geldiğinde, kütlenin hızlanmasına neden olur (Newton'un İkinci Hareket Yasası). Basit doğrusal modelde, yay kuvvetinde ve sürtünme kuvvetinde iki kuvvet olduğu varsayılmıştır. Yay kuvveti Hooke Yasası, F = K × Y ile verilir; burada K, yay modülüdür ve Y, dengeden kaymadır. Sürtünme kaybının, ön göğüste pistonun hızıyla ve ön göğsün sürtünme sabiti D ile orantılı olduğu varsayılmaktadır. Bu kuvvetleri eşitlemek (harici itici güç olmadan):
M × d²Y / dt² + D × dY / dt + K × Y = 0
Veya
d²Y / dt² + (D / M) × dY / dt + Y × (K / M) = 0
D²Y / dt² + (ω 0 / QF) × dY / dt + Y × ω 0 ² = 0 biçimindedir.
Elde edilen mekanik sistemin doğal frekansı, elektrik sisteminin doğal frekansına eşit olmalıdır.
En dar boyutun karşılıklı yüzlerinde elektrot metalleşmesi olan kübik veya silindir şeklinde bir kuvars rezonatörün kütlesi, elektrot alanının ürünüyle ve elektrotlar arasındaki boşlukla (yani, en dar boyut veya kalınlık) gösterildiği gibi orantılıdır.
Paralel devre perspektifinden bakıldığında, kristalin genel elektrik empedansı elektrot alanıyla ters orantılı olacaktır. Çünkü daha büyük bir elektrot alanı paralel olarak birden fazla küçük elektrot alanı kristaline eşdeğerdir. Böylece seri direnç ve hareket indüktansı elektrot alanıyla ters orantılı olacaktır. Hareket kapasitansı ve şönt kapasitansın paralel plaka kısmı, elektrot alanıyla orantılı olacaktır. Şönt kapasitansı ve hareket kapasitansı, her ikisi de genellikle kristal bir boşluk olarak bilinen, paketlenmemiş kristal için elektrot alanıyla orantılı olduklarından doğrusal bir ilişkiye sahiptir. Paketin parazitik şönt kapasitansı ihmal edilebilir ve şönt kapasitans paralel plaka saçak alanlarının ihmal edilebilir olması durumunda ilişki orantılı olacaktır.
Küçük kristal elektrotlar daha düşük maliyet ve daha küçük boyutlu olduğu için tercih edilmektedir. Ancak, daha küçük kristal elektrotlar, başlatma süresini yavaşlatır ve salınımı engelleyebilecek seri direnci arttırır.
Daha büyük kristal elektrot alanları seri direnci azaltır. Bununla birlikte, bu daha geniş alan, aktif devre negatif direncini düşüren şönt kapasitansını arttırır. Bu da başlangıç süresini yavaşlatır ve salınımı önleyebilir. Daha büyük kristal elektrotlar, hareket kapasitansını arttırır. Daha büyük bir hareketlilik kapasitansı ile harici kapasitif yükler nedeniyle frekans kaymasına veya "çekme" frekansına karşı daha fazla hassasiyet elde edilir.
Yük kapasitesi
Birçok kristal osilatörü, kristalin paralel rezonans noktasında ve uygulanan yük kapasitansında çalışır. Yük kapasitansı, kristalin terminalleri arasına uygulanan kristal paketinin dışında etkili kapasitans olarak tanımlanmaktadır. Üreticinin belirtilen yük kapasitansından farklı bir yük kapasitansı ile çalışma, üreticinin belirtilen frekansına göre bir salınım frekansı hatası ile sonuçlanır. Frekans hatası, kristalin kapasitif "çekilmesinden" kaynaklanmaktadır.
Bir kristal osilatörün başlangıç zamanı, sistemin tipine bağlı olarak birçok farklı tanımlamaya sahip olabilir. Bir mikroişlemci sistemi için başlangıç zamanının tanımı genellikle başlangıçtaki güç uygulamasından kararlı bir saat sinyalinin mevcut olduğu zamana kadar olan zamandır. Bir kristal osilatörünün başlangıç zamanı, başlangıçtaki ilk gürültü veya geçici koşullar tarafından belirlenir.
Zarf genişlemesi, yalnızca toplam negatif direnç ve kristalin hareket indüktansının bir fonksiyonudur.
Zarf genişlemesi için zaman sabiti, üç noktalı osilatörün ve hareket direncinin net negatif direnci ile pozitif orantılıdır ve hareket indüktansı ile ters orantılıdır. Kristallerin büyük hareket indüktansı ve sınırlı net negatif direnç nedeniyle, kristal osilatörleri çok uzun başlangıç sürelerine sahiptir.
İstenmeyen mekanik rezonanslar genellikle temel frekansın yakınında bulunur. Bu modlar, üst ton işleminin modellendiği şekilde istenen temel frekans RLC dalına paralel olarak ilave seri RLC dalları olarak modellenebilir, bunlara sahte modlar denir. Sahte modlar, istenen moddan daha büyük kayıplara (salınım yapma olasılığı daha az) sahiptir; genellikle çok düşük kayıp olmadıkça veya aktif devre çok zayıf bir şekilde sınırlanmadıkça kristal osilatör sorunlarına neden olmaz.
Genellikle kristal üreticileri sahte modları test eder ve sahte rezonans frekanslarında düşük kayıplı (yani salınım yapma olasılığı daha yüksek) olan birimleri göndermez.
Sizde en uygun fiyat avantajı, 16:00'a kadar anında kargo, profesyonel teknik destek, kapıda nakit ve kredi kartı ile ödeme kolaylığı sayesinde hemen Robocombo.com'dan satın alabilirsiniz.
%100 müşteri memnuniyeti Robocombo'da...