특히 2 핀 및 4 핀 쿼츠 수정 발진기입니다.
내가 아는 것 : 진동 신호를 제공하기 위해 전류가 공급되고 결정이 진동합니다.
내가 알고 싶은 것 : 진동은 어떻게 진동 전류를 유발합니까? 2/4 핀 결정은 어떻게 다릅니 까? 마지막으로 왜 4 핀을 단독으로 구동 할 수 있고 2 핀에 커패시터가 필요한가?
답변:
개의 핀 장치 가 (예로서, 발진기 회로에서 사용될 수있는 공진기 (크리스탈)이다 발진기하지 oscillato 피어스 R)와 적절한 회로와 함께 사용하는 경우 표시된 주파수로 발진 (또는 거의) 것 . 아래 표시된 피어스 발진기 회로는 두 개의 커패시터 (부하 커패시터, C1 / C2), 크리스털 (X1) 및 증폭기 (U1)를 사용합니다.
4 개의 핀 이 있는 장치 는 공진기 및 발진하는 능동 회로를 포함한 완전한 회로입니다. 전원이 필요하고 표시된 주파수 (또는 근처)에서 구형파 또는 사인파 출력을 출력합니다.
커패시터가있는 수정처럼 작동 하는 3 개의 핀이있는 (세라믹) 공진기 도 있습니다 .
결정 (및 세라믹 공진기)의 작동 방식은 모양이 왜곡 될 때 전압을 생성하는 압전 재료로 만들어지는 것입니다. 전압이 가해지면 모양이 왜곡됩니다. 수정은 원하는 주파수에서 물리적으로 공명 하는 모양 (튜닝 포크 또는 심벌즈와 같은 )으로 만들어집니다 . 이것은 크리스탈이 필터처럼 작동한다는 것을 의미합니다. 원하는 주파수를 적용하면 진동이 생기면 높은 임피던스처럼 보이고 주파수가 약간 다르게되면 손실이 더 커집니다. 증폭기의 피드백 회로에 넣으면 발진이 자체 유지됩니다. 훨씬 더 많은 수학이 여기 있습니다 .
크리스탈을 작은 종이라고 생각하면 작은 망치로 쳤다면 큰 종처럼 작은 종소리를내는 것처럼 순수한 톤으로 울리게됩니다. 망치.
그것이 바로 결정이하는 일이지만, 비결은 압전 재료로 만들어 져서 충돌 할 때 전기를 만들고 전기로 충격을 가할 때 모양이 변한다는 것입니다.
순수한 종 모양의 톤을 지속적으로 만들어 내기 위해 누군가가 스윙을 밟는 것처럼 작동하는 앰프를 통해 연결되므로 한 스윙의 피크를 약간지나 쳐야 할 때 다음에 다시 오도록하세요.
크리스털의 압전 특성으로 인해 앰프 출력이 전기 신호로 "푸시"하고 앰프가 나가면 크리스털이 튀어 나와 "푸시 미"라고하는 자체 신호를 생성하여 전송합니다. 앰프가 다른 푸시를 생성하고 사이클을 영원히 재생하기 위해 적절한 시간에 앰프의 입력에 연결합니다.
그렇다면 어떻게 결정이 진동하기 시작합니까?
소음.
사방에 소음이 있으며, 항상 모든 것을 때리는 수십억 개의 작은 망치와 같습니다.
그 잡음 중 일부는 크리스털에 닿아 서 앰프에 연결되어 노이즈에 약간 삐걱 거리기 시작하면 앰프는 크리스털의 물리적 벨소리 (주파수)에서 전기 신호를 가져 와서 만들어서 보냅니다. 다시 크리스탈로. 이는 시스템이 지속적으로 진동하고 안정 될 때까지 결정의 모양이 튀어 나올 때 더 큰 신호를 증폭기로 다시 보내는 방식으로 결정 변경 모양을 더욱 향상시킵니다.
수정은 자체적으로 진동하지 않습니다. 단순히 전원을 공급하고 발진하지 않습니다. 수정은 매우 정확하고 선명한 주파수 필터로 생각하십시오. 앰프의 피드백 경로에 올바른 방식으로 넣으면 크리스털의 공진 주파수에서 회로가 진동합니다. 발진을 일으키는 회로입니다. 이들은 수정 된 주파수를 제외한 모든 주파수를 제거하므로, 회로가 크리스털 주파수에서 발진 할 수있는 충분한 전체 루프 이득 만 허용합니다.
공진 주파수 이하의 결정은 대부분 용량 성으로 보입니다. 그들의 공명 주파수 위에서, 그들은 대부분 유도적인 것처럼 보인다. 그들의 공명 주파수에서, 그들은 대부분 저항하는 것처럼 보입니다.
크리스탈을 해당 구성 요소 중 하나로 대체하여 피어스 발진기를 세 번 다시 그립니다. 작동 방식을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
병렬 공진 결정은 실제로 기본 주파수에서 약간 지정됩니다. 이렇게하면 지정된 주파수에서 결정이 약간 용량 성으로 나타납니다. 추가 커패시턴스는 오실레이터가 시작하고 실행하는 데 도움이되도록 약간의 추가 위상 편이를 추가합니다.
앰프의 입력은 크리스털 기본 근처 (더욱 일반적으로 100 Ohms ESR 미만) 근처에서 더 큰 신호를 봅니다. 더 작은 오프 주파수 신호는 감소되거나 차단되므로 기본 주파수의 신호는 (증폭 된 후) 더 강하게 증가하고 지배합니다.
스윙에 누군가를 밀어 넣습니다. 아무리 노력해도 스윙은 기본 주파수에서 앞뒤로 움직입니다.
결정을 물의 표면으로 상상해보십시오. 이제 해당 표면을 가로 질러 잔물결 (파도)을 보냅니다. 잔물결은 표면을 위아래로 움직여 표면을 효과적으로 구부립니다. 진동에 따라 결정도 구부러집니다.
굽힘은 석영 결정에 전기장을가함으로써 야기 될 수 있지만, 굽힘 자체는 결정 격자에서 반대되는 전기장을 생성한다. 휴식시, 이러한 힘은 균형을 이루며 결정은 전하가 없습니다.
12x1 인치 자 또는 6x4 피트 합판으로 손으로 진동하기가 더 쉬운 것은 무엇입니까? 분명히 작은 눈금자는 더 빨리 진동 할 수 있습니다!
결정은 같습니다. 그들의 치수는 공진 주파수를 결정합니다. 더 작거나 얇은 결정이 더 빨리 진동합니다. 이것은 결정의 기본 주파수를 제한하는 것이기도합니다. 결정은 고주파에서 기계 가공 또는 화학적 에칭에 의해 정확하게 처리하기에 너무 작거나 너무 얇습니다.
실제로 저주파에서는 결정이 너무 크거나 두껍게되어 구부리기에는 너무 많은 전력이 필요합니다. 따라서 튜닝 포크 크리스털 디자인은 저주파 32.768 kHz 타이밍 크리스털에 사용됩니다.
수정은 실제로 둘 이상의 주파수에서 진동 할 수 있습니다. 이것들은 기본의 배수에서의 배음이지만, 기본보다 약한 경향이 있습니다. 결정이 오버톤, 전형적으로 제 3 또는 제 5에서 진동하도록 회로를 설계하는 것이 가능하다. 일반적으로 40MHz 이상의 크리스털은 기본이 아닌 3 번째 또는 5 번째 오버톤 용으로 설계되었으므로 구입하기 전에 사양을주의 깊게 읽으십시오!