วงจรoscillatorคริสตัล:วิธีการสร้าง

คุณต้องการทราบเกี่ยวกับวิศวกรหรือผู้ผลิตที่ติดตามเวลาหรือรักษาเสถียรภาพความถี่ของเครื่องส่งสัญญาณวิทยุและเครื่องรับสัญญาณหรือไม่? ถ้าเป็นเช่นนั้นคุณจําเป็นต้องมีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับวงจรoscillatorคริสตัลที่มีตัวเก็บประจุ ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถสร้างโครงการ เช่น นาฬิกาที่ติดตามเวลา หรือให้สัญญาณนาฬิกา. นอกจากนี้วงจรoscillatorคริสตัลมักจะปรากฏในoscillator RF

ดังนั้นในบทความนี้เราจะพูดถึงoscillatorคริสตัลอย่างกว้างขวาง

วงจรoscillatorคริสตัลคืออะไร?

แผนผังสัญญาณคริสตัล

ที่มา:วิกิพีเดียแชร์

ในระยะสั้นวงจรoscillatorคริสตัลเป็นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ที่สร้างความถี่เฉพาะ นอกจากนี้ยังเป็นวงจรoscillatorอิเล็กทรอนิกส์ที่ทํางานร่วมกับเรโซแนนซ์ทางกลของผลึกการสั่นสะเทือนเพื่อสร้างความถี่ที่สม่ําเสมอ

นอกจากนี้คุณสามารถใช้ความถี่ที่สร้างขึ้นโดยoscillatorคริสตัลเพื่อวัตถุประสงค์ต่อไปนี้:

นาฬิกาควอตซ์ติดตามเวลา

สร้างสัญญาณเสถียรภาพสําหรับdigital ic

เสถียรภาพและรักษาความถี่ของเครื่องรับสัญญาณวิทยุและเครื่องส่งสัญญาณในวงกว้าง

นอกจากนี้oscillatorคริสตัลยังขึ้นอยู่กับpiezoelectricหรือelectrodeastเพื่อทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อคุณเปลี่ยนรูปร่างของผลึกควอตซ์ในสนามไฟฟ้า

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าคริสตัลทํางานอย่างไร?

ออสซิลเลเตอร์คริสตัลใช้หลักการของผลกระทบไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า วงจรเรโซแนนซ์ประกอบด้วยความต้านทาน(แรงเสียดทานของโครงสร้างภายในของคริสตัล),ตัวเหนี่ยวนํา(คุณภาพคริสตัล),ตัวเก็บประจุc 1 (ตัวเก็บประจุจากการขึ้นรูปทางกลของคริสตัล)และตัวเก็บประจุc 2 (ความยืดหยุ่น)

ดังนั้นเมื่อคุณใช้สนามแบบจําลองไฟฟ้ากับวงจรจะทําให้เกิดการเปลี่ยนรูปทางกลบนวัสดุบางชนิด กระบวนการนี้ยังสร้างศักยภาพที่แตกต่างกันทั้งสองด้านของคริสตัล

ในทํานองเดียวกันความเครียดทางกลจะเกิดขึ้นหากมีการใช้ความแตกต่างของศักยภาพไฟฟ้ากับพื้นผิวใดด้านหนึ่ง ความเครียดทางกลนี้เป็นผลpiezoelectric

โดยทั่วไปคริสตัลที่ดีที่สุดสําหรับวงจรนี้คือควอตซ์ นอกจากนี้ยังดีกว่าเครื่องสะท้อนเสียงส่วนใหญ่ ควอตซ์เป็นแบบพกพา นอกจากนี้ยังมีเสถียรภาพสูงมีความเกี่ยวข้องทางเศรษฐกิจง่ายต่อการเข้าถึงและมีปัจจัยด้านคุณภาพที่ดี

กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อคุณใช้พลังงานไฟฟ้าสลับที่เหมาะสมกับผลึกpiezoelectricจะทําให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกล นอกจากนี้คุณจะได้รับความกว้างของการสั่นสะเทือนเชิงกลสูงสุดเมื่อช่วงความถี่ของแรงดันไฟฟ้าACเท่ากับความถี่ตามธรรมชาติของคริสตัล

นอกจากนี้วงจรที่เทียบเท่าอธิบายถึงโหมดการทํางานของคริสตัล นอกจากนี้ออสซิลเลเตอร์คริสตัลควอตซ์มีสองชนิดของเรโซแนนซ์พื้นฐานเช่นเรโซแนนซ์แบบขนานและชุด

วิธีการสร้างวงจรการสั่นสะเทือนผลึก?

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของวงจรoscillatorคริสตัล:

ใช้วงจรoscillatorคริสตัล74LS04

ใช้ออสซิลคริสตัล 74ls04

ที่มา: ประตูแห่งการวิจัย c/o เฉิน เสี่ยว

ในแอพพลิเคชันดิจิตอลวงจรนี้เป็นเรื่องธรรมดา นี่เป็นเพราะมันสร้างรูปคลื่นที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังช่วยในการสร้างช่วงความถี่เป็นเวลาพื้นฐาน

บางส่วนของอุปกรณ์ที่ใช้ในวงจรนี้ได้แก่:

คริสตัลและการเชื่อมต่อความต้านทาน

RC oscillatorวงจรความจุและความต้านทาน

วงจรoscillator LCพร้อมตัวเก็บประจุและสายไฟ

ทํางานอย่างไร

วงจรใช้การออกแบบออสซิลเลเตอร์คริสตัล( 1 MHzถึง10 MHz )เพื่อจับคู่ความต้านทานเดียวกันสองตัว( 1 kถึง4.7 k ) ทํางานร่วมกับสองประตูผกผันในเรโซแนนซ์ขนานIC 1

ขึ้นอยู่กับคริสตัลที่ใช้ในวงจรสามารถสร้างความคลาดเคลื่อนความถี่เสียงเอาท์พุท1 MHzถึง10 MHz ไม่ต้องสงสัยเลยว่าคุณอาจพบข้อบกพร่องเล็กน้อยในเสถียรภาพความถี่เอาท์พุท

เกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปในขณะที่วงจรทํางาน ดังนั้นจึงมีผลต่อความจุของคริสตัลและสร้างความคลาดเคลื่อนความถี่ อย่างไรก็ตามค่าของวงจรนี้จะต่ํากว่าเมื่อเทียบกับoscillatorธรรมดาที่ใช้เครือข่ายLCหรือRC

นอกจากนี้วงจรนี้ยังใช้กระแสไฟฟ้าต่ํา ดังนั้นคุณสามารถเลือกแหล่งจ่ายไฟคงที่5 v นอกจากนี้คุณยังสามารถรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทได้โดยการจัดหาแหล่งจ่ายไฟDCV 9ถึง12โวลต์ให้กับตัวควบคุมDC IC2-78 l05

เมื่อตัวเก็บประจุ( c1,c2)กรองกระแสไฟฟ้าc 2ดูดซับกระแสความถี่สูงเพื่อป้องกันวงจรจากการรบกวน

นั่นคือส่วนประกอบต่อไปนี้ที่จําเป็นสําหรับวงจร:

การสั่นสะเทือนของ xtal ระหว่าง 1 – 1 mhz ถึง 10 mhz

r2 r1 – 1 พันถึง 4.7 พัน ( 1 / 4 w + 5 % )

c3 – 2.2 f ( 16 v ) อิเล็กโทรไลซิส

ic1–74ls04 , inversor gate iv

c1–10องศาฟาเรนไฮต์( 16โวลต์)อิเล็กโทรไลต์

ic2 – 78l 05 ( 5 v )

บอร์ด pcb ทั่วไป

d1 – 1n 4001 ( 1a 50v ) ไดโอด

c2–0.1องศาฟาเรนไฮต์( 50โวลต์)เส้นใยโพลีเอสเตอร์

ทดสอบวงจรด้วย ttl 74ls04

เนื่องจากวงจรมีราคาถูกและเรียบง่ายจึงต้องใช้คริสตัลTTL sn 7404และตัวต้านทานสี่ตัว ตัวต้านทาน( r 1ถึงr 4 )จะชดเชยประตูผกผันต้นไม้ไปยังพื้นที่เชิงเส้นเมื่อผลึกให้ข้อเสนอแนะ

นอกจากนี้การสั่นเกิดขึ้นเฉพาะในความถี่หลักของผลึก จากนั้นที่จุดสูงสุด5โวลต์สัญญาณเอาท์พุทของคุณควรเป็นoscillatorคลื่นสี่เหลี่ยม

2 .เครื่องกําเนิดไฟฟ้าแบบแพนโทน

เครื่องกําเนิดสัญญาณแบบแบน

ที่มา: ประตูแห่งการวิจัย c/o ปีเตอร์ ฟีเวอร์

oscillator panophonyมีประโยชน์เมื่อคุณไม่สามารถทําคริสตัลตัดมาตรฐานและชิปควอตซ์ของคุณบาง ตัวอย่างเช่นoscillatorของคุณจะมีโหลดการปรับแต่งของเครื่องส่งสัญญาณ144พร้อมแหล่งความถี่

โหลดมักเป็นคี่เท่าของความถี่หลักของคริสตัล ดังนั้นoscillator panonicจึงเหมาะสําหรับการใช้งานนี้มากที่สุด คริสตัลแพนโทนในoscillatorนี้คือ11.6 MHzและปรับให้เข้ากับฮาร์มอนิกสามตัวที่34.8 MHz

วงจรนี้มีเฟรมหลัก15ด้วยหม้อแปลงเอาต์พุต( Amidon t-50 _ 6 ) สําหรับรอบที่ 2 ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าที่คุณเชื่อมต่ออยู่. ดังนั้นหากเอาท์พุทของคุณเป็นไปตามวงจรที่สามมากขึ้นอุปกรณ์จะกลายเป็นแหล่งที่มาของเครื่องรับส่งสัญญาณ104 MHz

วงจรoscillatorคริสตัลCD4060

เครื่องสั่นคริสตัล cd4060

แหล่งที่มา: researchgate

กล่าวอีกนัยหนึ่งหลักสูตรประกอบด้วยic4013และic4060 วงจรนี้มีความถี่ประมาณ1 Hzหรือ2 Hz คุณสามารถใช้สําหรับนาฬิกาดิจิตอลมาตรฐานหรือวงจรนาฬิกาปกติ นอกจากนี้IC 4060เป็นเครื่องกําเนิดไฟฟ้าและเคาน์เตอร์แบบกระทําเดียว คุณสามารถกําหนดความถี่ได้โดยใช้ตัวเก็บประจุภายนอกและความต้านทาน

นอกจากนี้IC 4060มีผลึกควอตซ์เป็นเครื่องกําเนิดไฟฟ้าความถี่มาตรฐานสําหรับวงจร ตัวเก็บประจุไม่พลาดเพราะช่วยในการปรับวงจร IC 4060มีโปรแกรมเคาน์เตอร์ภายในความถี่2 Hzสําหรับการจัดสรรพิน3 นอกจากนี้หากคุณต้องการแบ่งความถี่ของสัญญาณนาฬิกาทั้งสองให้ใช้IC 4015

4 .เครื่องกําเนิดไฟฟ้าความถี่วิทยุ

การออกแบบวงจรoscillator RF

ที่มา: ประตูสู่การวิจัย c/o ccby

ถ้าคุณดูแผนภาพวงจรอย่างใกล้ชิดคุณจะสังเกตเห็นเครื่องกําเนิดไฟฟ้าคริสตัลหลักที่มุมล่างซ้าย นอกจากนี้คุณจะเห็นเครื่องขยายสัญญาณขนาดเล็ก1วัตต์

คอมโพเนนต์นี้ช่วยขับเคลื่อนตัวกรองlow-passและวงจรจับคู่

จากนั้นเครื่องกําเนิดไฟฟ้าจะใช้วงจรควบคุมคีย์เพื่อเปิดและปิดเครื่องกําเนิดไฟฟ้า

เป็นผลให้วงจรจะเริ่มต้นและหยุดช้า นอกจากนี้ยังช่วยหลีกเลี่ยงการแพร่กระจายของการคลิก

อุปกรณ์นี้มีพลังงานมากขึ้นและมีรูปคลื่นที่ชัดเจนขึ้นเนื่องจากวงจรการรั่วไหลของเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแบบFET ที่น่าสนใจสนามไฟฟ้ามาจากรหัสQRP morse 40ล้านแถบมือสมัครเล่นหรือเครื่องส่งคลื่นต่อเนื่อง(ไมโครสวิทช์)

5 .ประตูผกผันoscillator

เครื่องสั่นสะเทือนประตูแบบย้อนกลับ

ที่มา:ประตูสู่การวิจัย

oscillatorประตูผกผันเป็นหนึ่งในเครื่องกําเนิดไฟฟ้าที่ง่ายที่สุดที่คุณสามารถทําได้ ส่วนที่ดีที่สุดคือคุณสามารถเลือกเกือบทุกประตูตรงข้ามCMOSซึ่งจะทํางานได้ ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้CMOSประตูย้อนกลับเช่น74HC14,4069,74HC04

นอกจากนี้ประตูดิจิตอลเต็มรูปแบบมักจะมี อย่างไรก็ตามหากคุณต้องการให้ทํางานเหมือนเครื่องขยายเสียงให้เบี่ยงเบนความต้านทานประมาณ1 m 5ขึ้นไป นอกจากนี้วงจรของคุณอาจให้การเปลี่ยนเฟส1800 วิธีเดียวที่จะบรรลุข้อเสนอแนะเชิงบวก3600และเริ่มต้นการสั่นคือการใช้ตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุจะช่วยให้คุณให้เฟสที่เหลือ

กล่าวคือไม่มีส่วนประกอบใดๆในวงจรนี้เป็นกุญแจสําคัญ ดังนั้นตัวเก็บประจุ( c 1และc 2 )มีช่วงตั้งแต่10เพนนีถึง100เพนนี ในทางกลับกันความต้านทานของคุณ( r1)สามารถอยู่ระหว่าง10 kถึง10เมตร ในระยะสั้น คุณค่าของคุณ ควรจะขึ้นอยู่กับการตัดคริสตัล และความถี่ของคุณ.

ถ้าคุณต้องการค่าที่ถูกต้อง? คุณสามารถทําได้โดยการตรวจสอบให้แน่ใจว่าc 1ของคุณเป็นตัวเก็บประจุตัวแปร แต่ถ้าคุณไม่ต้องการความแม่นยําสูงคุณสามารถเลือกตัวเก็บประจุ39 pที่สองได้

การประยุกต์ใช้oscillatorคริสตัล

คุณสามารถใช้oscillatorคริสตัลสําหรับแอพพลิเคชันที่สําคัญต่อไปนี้:

วิดีโอเกม

โมเด็ม

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

แอพพลิเคชันรถยนต์

โทรคมนาคม

ควบคุมเครื่องยนต์

ระบบดิจิตอล

ระบบกําหนดตําแหน่งทั่วโลก

เซ็นเซอร์อุณหภูมิ

ระบบเคเบิล

ขีดเส้นใต้

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการมีข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวงจรoscillatorคริสตัลจะทําให้คุณได้ประโยชน์อย่างมากเมื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เฉพาะ(ส่วนใหญ่เป็นDIY )

นี่คือเหตุผลที่เราเขียนบทความนี้-เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจวงจรoscillatorคริสตัล

ดังนั้นเรายินดีที่จะตอบคําถามใดๆเกี่ยวกับบทความนี้ ดังนั้นโปรดติดต่อเราตลอดเวลาเราจะตอบกลับคุณโดยเร็วที่สุด