كيفية التحقق من مرنان الكوارتز - جهاز اختبار للفحص. كيفية التحقق من مرنان الكوارتز رسم تخطيطي أبسط لأجهزة اختبار الكوارتز

مرنان الكوارتز هو جهاز إلكتروني بلوري يحافظ على تذبذبات الرنين عند تردد معين. يتمتع مرنان الكوارتز بثبات ودقة عالية. للتحقق من أداء مرنان الكوارتز، تحتاج إلى تجميع إحدى الدوائر المقترحة أدناه للاختبار.

هنا، يتم استخدام الترانزستور VT1 كمولد، ويتم تحديد تردده بواسطة مرنان الكوارتز الذي يتم اختباره. عند إمداد الدائرة بالطاقة، يبدأ المولد في توليد نبضات بتردد رنينها الرئيسي. يمر تسلسل النبض عبر المكثف C3، الذي يقوم بتصفية مكون التيار المستمر وينتقل إلى مقياس التردد التناظري المبني على الثنائيات الكاشفة VD1 وVD2 والعناصر المنفعلة C4 وR3 ومقياس ميكرومتر. اعتمادًا على التردد، يتغير جهد المكثف C4 بنسبة مباشرة، أي أنه كلما زاد تردد رنين الكوارتز، زاد الجهد. باستخدام هذا المسبار، لا يمكنك التحقق من تشغيل مرنان الكوارتز فحسب، بل يمكنك أيضًا تحديد تردد الرنين بشكل غير مباشر. باستخدام هذه الدائرة، يمكنك اختبار مرنانات الكوارتز بتردد من 3 إلى 10 ميجا هرتز.

إذا أردنا تحديد تردد الرنين لمرنان الكوارتز بشكل أكثر دقة، فنحن بحاجة إلى توصيل مقياس التردد أو راسم الذبذبات بمخرج المولد. يسمح لك بحساب التردد باستخدام أرقام Lissajous. ومع ذلك، لا ينبغي لنا أن ننسى أنه يمكن إثارة الكوارتز عند التردد الأساسي وعند التوافقيات.

فحص اثنين من رنانات الكوارتز في وقت واحد

يتيح لك تطوير راديو الهواة هذا اختبار وظيفة اثنين من الكوارتز يعملان بتردد من 1 إلى 10 ميجاهرتز وفي نفس الوقت من الممكن تحديد إشارات الصدمات بين ترددات الرنين. تتيح ميزة الدائرة هذه اختيار مرنانات الكوارتز ذات الترددات الأكثر ملاءمة لبعضها البعض.

الدائرة مصنوعة من مذبذبين رئيسيين. أولها، مع مرنان الكوارتز ZQ1، مصنوع على الترانزستور VT1. في حالة إيقاف تشغيل الرنان، يكون الجهد عند خرجه 0.8 - 1.1 فولت، وهو ما يتوافق مع إشارة منخفضة المستوى - 0. لذلك، سيكون خرج DD1.2 0، وسيكون خرج DD1.3 1. لا يضيء مصباح LED HL1. يعمل المولد الثاني على VT2 بالمثل.

عندما تضغط على زر SB1، سيتم إغلاق VT1 وسيضيء مؤشر LED HL1. عند الضغط على SB2، يضيء HL2. إذا قمت بالضغط على SB1 وSB2 في نفس الوقت، فستضيء HL1 وHL2 وHL4.

عند توصيل مرنان الكوارتز ZQ1، تحدث تذبذبات ذات تردد ثابت، والتي تتم إزالتها من المجمع VT1 a، ويتم تبديل سعتها بواسطة العاكس الموجود على شريحة DD1.1. من مخرج DD1.3، تصل الإشارة عالية التردد إلى HL1 LED، وهذا هو السبب في أنها تتوهج بشكل موحد. يعمل المولد المجمع على مرنان الكوارتز ZQ2 وVT2 بنفس الطريقة.

لمقارنة تردد مولدين، يتم توفير إشارات الخرج من العاكسات DD1.2، DD1.5 إلى DD2.1، DD2.2 وعند مخرجاتها إشارة مع تعديل عرض النبضوتردد يساوي الفرق في ترددات مولدين. يمكنك رؤية الإيقاعات المحتملة بوضوح من خلال وميض مصباح HL4 LED. إذا كنت بحاجة إلى دقة أعلى، فستحتاج إلى استخدام راسم الذبذبات أو مقياس التردد.

إذا كانت ترددات رنانات الكوارتز تختلف بالكيلوهرتز، فمن أجل فهم الكوارتز الذي يعمل بتردد أعلى، اضغط على زر SB3 وسيقل تردد تذبذب ZQ1، وإذا أصبحت نغمة النبض أصغر، فإن ZQ1 بالتالي لديه المزيد تردد عاليمقارنة بـ ZQ2.

وقمت بتجميعها على اللوح. بعد التجميع، يبدأ الجهاز في العمل على الفور. يمكن استخدام أي مجموعة من البطاريات كمصدر للطاقة.

كان السبب وراء إنشاء هذا الجهاز هو وجود عدد كبير من مرنانات الكوارتز المتراكمة، سواء تم شراؤها أو لحامها من لوحات مختلفة، ولم يكن لدى الكثير منها أي علامات. أثناء السفر عبر المساحات الشاسعة للإنترنت ومحاولة تجميع وإطلاق العديد منها، تقرر التوصل إلى شيء خاص بنا. بعد العديد من التجارب مع مولدات مختلفة، سواء على المنطق الرقمي المختلفة أو على الترانزستورات، اخترت 74HC4060، على الرغم من أنه لم يكن من الممكن أيضًا التخلص من التذبذبات الذاتية، ولكن كما اتضح، فإن هذا لا يخلق تداخلًا أثناء تشغيل الجهاز .

دائرة قياس الكوارتز

يعتمد الجهاز على مولدين CD74HC4060 (لم يكن 74HC4060 موجودًا في المتجر، ولكن إذا حكمنا من خلال ورقة البيانات فإنهما "أكثر برودة")، أحدهما يعمل بتردد منخفض، والثاني بتردد مرتفع. أقل الترددات التي حصلت عليها كانت الكوارتز على مدار الساعة، وكان أعلى تردد هو الكوارتز غير التوافقي عند 30 ميجاهرتز. نظرًا لميلها إلى الإثارة الذاتية، فقد تقرر تبديل المولدات ببساطة عن طريق تبديل جهد الإمداد، والذي تتم الإشارة إليه بواسطة مصابيح LED المقابلة. بعد المولدات، قمت بتثبيت مكرر المنطق. قد يكون من الأفضل تركيب مكثفات بدلاً من المقاومات R6 وR7 (لم أتحقق من ذلك بنفسي).

كما اتضح فيما بعد، لا يعمل الجهاز على الكوارتز فحسب، بل يعمل أيضًا على جميع أنواع المرشحات ذات ساقين أو أكثر، والتي تم توصيلها بنجاح بالموصلات المناسبة. تم إطلاق واحدة "ذات قدمين" تشبه مكثف السيراميك بتردد 4 ميجاهرتز، والتي تم استخدامها لاحقًا بنجاح بدلاً من مرنان الكوارتز.

تُظهر الصور استخدام نوعين من الموصلات لاختبار مكونات الراديو. الأول مصنوع من أجزاء من الألواح - للأجزاء الخارجية، والثاني عبارة عن جزء من اللوحة مُلصق وملحوم بالمسارات من خلال الفتحات المقابلة - لرنانات الكوارتز SMD. لعرض المعلومات، يتم استخدام مقياس تردد مبسط على وحدة التحكم الدقيقة PIC16F628 أو PIC16F628A، والذي يقوم تلقائيًا بتبديل حد القياس، أي أن التردد الموجود على المؤشر سيكون إما كيلو هرتزأو في ميغاهيرتز.

حول تفاصيل الجهاز

يتم تجميع جزء من اللوحة على أجزاء الرصاص، وجزء على SMD. تم تصميم اللوحة لمؤشر Winstar LCD ذو الخط الواحد WH1601A (هذا هو المؤشر الذي يحتوي على جهات الاتصال في أعلى اليسار)، ولا يتم توجيه جهات الاتصال 15 و16، التي تعمل للإضاءة، ولكن يمكن لأي شخص يحتاج إلى إضافة مسارات وتفاصيل لأنفسهم. لم أقم بتشغيل الإضاءة الخلفية لأنني استخدمت مؤشرًا غير مضاء من بعض الهواتف على نفس وحدة التحكم، ولكن في البداية كان هناك مؤشر Winstar. بالإضافة إلى WH1601A، يمكنك استخدام WH1602B - سطرين، ولكن لن يتم استخدام السطر الثاني. بدلاً من الترانزستور الموجود في الدائرة، يمكنك استخدام أي من نفس الموصلية، ويفضل أن يكون مع h21 أكبر. تحتوي اللوحة على مدخلين للطاقة، أحدهما من USB صغير والآخر عبر جسر و7805. كما توجد مساحة للمثبت في علبة أخرى.

إعداد الجهاز

عند الضبط باستخدام الزر S1، قم بتشغيل وضع التردد المنخفض (سيضيء مؤشر LED VD1) وقم بتوصيل مرنان الكوارتز عند 32768 هرتز بالموصل المقابل (يفضل أن يكون مع اللوحة الأمالكمبيوتر) استخدم مكثف الضبط C11 لضبط التردد على المؤشر على 32768 هرتز. يقوم المقاوم R8 بتعيين الحد الأقصى للحساسية. جميع الملفات - اللوحات والبرامج الثابتة وأوراق البيانات الخاصة بعناصر الراديو المستخدمة والمزيد، قم بتنزيلها في الأرشيف. مؤلف المشروع - nefedot.

ناقش مقالة جهاز فحص تردد الكوارتز

ما هو المولد؟ المولد هو في الأساس جهاز يحول نوعًا من الطاقة إلى نوع آخر. في مجال الإلكترونيات، يمكنك غالبًا سماع عبارة "مولد الطاقة الكهربائية، مولد التردد"، وما إلى ذلك.

مذبذب كرستالىهو مولد تردد ويحتوي على . في الأساس، تأتي المذبذبات الكريستالية في نوعين:

تلك التي يمكن أن تنتج إشارة موجة جيبية

وتلك التي تنتج إشارة موجة مربعة

الإشارة الأكثر استخدامًا في مجال الإلكترونيات هي الموجة المربعة.

مخطط بيرس

من أجل إثارة الكوارتز عند تردد الرنين، نحتاج إلى تجميع دائرة. أبسط دائرة للكوارتز المثير هي الكلاسيكية مولد بيرس، والتي تتكون من واحد فقط حقل التأثير الترانزستوروحزام صغير مكون من أربعة عناصر راديو:

بضع كلمات حول كيفية عمل المخطط. الرسم البياني لديه إيجابية تعليقوتبدأ التذبذبات الذاتية بالظهور فيه. ولكن ما هي ردود الفعل الإيجابية؟

في المدرسة، تم تطعيمكم جميعًا لاختبار مانتو لتحديد ما إذا كان لديكم أنبوب أم لا. وبعد مرور بعض الوقت، أتت الممرضات واستخدمت مسطرة لقياس رد فعل بشرتك تجاه هذا التطعيم.

عند إعطاء هذا التطعيم يمنع خدش مكان الحقن. لكنني، الذي كنت لا أزال شابًا جديدًا، لم أهتم. بمجرد أن بدأت في خدش موقع الحقن بهدوء، أردت أن أخدش أكثر)) وهكذا تجمدت سرعة اليد التي كانت تخدش اللقاح عند ذروة ما، لأنني تمكنت من تأرجح يدي بتردد أقصى يبلغ 15 هرتز تطعيم ذراعي منتفخة حتى الأرض)) وحتى بمجرد أخذوني للتبرع بالدم للاشتباه في إصابتي بمرض السل، ولكن كما اتضح، لم يجدوا ذلك. فإنه ليس من المستغرب ؛-).

فلماذا أقول لك نكتة من الحياة هنا؟ والحقيقة هي أن هذا التطعيم ضد الجرب هو أكثر ردود الفعل إيجابية على الإطلاق. أي أنني طالما لم ألمسه، فلا أريد أن أخدشه. لكن بمجرد أن خدشتها بهدوء، بدأت أشعر بالحكة أكثر وبدأت أخدش أكثر، وبدأت أشعر بالحكة أكثر، وهكذا. إذا لم تكن هناك قيود جسدية على ذراعي، فمن المؤكد أن موقع التطعيم قد تم بالفعل تآكله حتى الجسد. لكن لم يكن بإمكاني التلويح بيدي إلا بأقصى تردد معين. لذلك، ينطبق نفس المبدأ على مذبذب الكوارتز؛-). أعط دفعة صغيرة، وستبدأ في التسارع وتتوقف فقط عند تردد الرنين الموازي؛-). دعنا نسميها "القيود المادية".

أولا وقبل كل شيء، نحن بحاجة إلى اختيار مغو. أخذت نواة حلقية وجرحت عدة لفات من سلك MGTF

تم التحكم في العملية برمتها باستخدام مقياس LC، مما حقق قيمة اسمية كما في الرسم البياني - 2.5 مللي أمبير. وإذا لم يكن كافيا، أضاف المزيد من المنعطفات؛ وإذا بالغ في ذلك، فقد قللها. ونتيجة لذلك، حققت الحث التالي:

اسمها الصحيح هو : .

دبوس من اليسار إلى اليمين: الصرف – المصدر – البوابة

استطراد غنائي صغير.

لذلك، قمنا بتجميع مذبذب الكوارتز، وتطبيق الجهد، وكل ما تبقى هو إزالة الإشارة من خرج مولدنا محلي الصنع. يبدأ راسم الذبذبات الرقمي في العمل

أولًا، قمت برفع الكوارتز إلى أعلى تردد لدي: 32768 ميجاهيرتز. لا تخلط بينه وبين ساعة الكوارتز (والتي سيتم مناقشتها أدناه).

في الزاوية اليسرى السفلية يظهر لنا راسم الذبذبات التردد:

كما ترون 32.77 ميغاهيرتز. الشيء الرئيسي هو أن الكوارتز الخاص بنا على قيد الحياة وأن الدائرة تعمل!

لنأخذ الكوارتز بتردد 27 ميغاهيرتز:

وكانت قراءاتي تقفز حولها. لقد التقطت لقطة شاشة لما تمكنت من إدارته:

تم عرض التردد أيضًا بشكل صحيح إلى حد ما.

حسنًا، نحن نتحقق من جميع أنواع الكوارتز الأخرى الموجودة لدي بنفس الطريقة.

هنا مخطط ذبذبات الكوارتز عند 16 ميغاهيرتز:

أظهر راسم الذبذبات ترددًا قدره 16 ميجا هرتز بالضبط.

هنا قمت بضبط الكوارتز على 6 ميغاهيرتز:

بالضبط 6 ميغاهيرتز

عند 4 ميغاهيرتز:

كل شيء جيد.

حسنًا، لنأخذ واحدًا سوفييتيًا آخر بسرعة 1 ميجا هرتز. هذا هو ما يبدو:

في الأعلى مكتوب 1000 كيلو هرتز = 1 ميجا هرتز؛-)

دعونا نلقي نظرة على مخطط الذبذبات:

عامل!

إذا كنت تريد حقًا، يمكنك قياس التردد باستخدام مقياس تردد المولد الصيني:

خطأ 400 هرتز ليس كثيرًا بالنسبة لكوارتز سوفياتي قديم. لكن من الأفضل بالطبع استخدام مقياس تردد احترافي عادي ;-)

ساعة كوارتز

مع الكوارتز على مدار الساعة، رفض مذبذب الكوارتز وفقا لمخطط بيرس العمل.

"أي نوع من ساعات الكوارتز هذه؟" - أنت تسأل. ساعة الكوارتز هي كوارتز بتردد 32768 هرتز. لماذا لديها مثل هذا التردد الغريب؟ النقطة المهمة هي أن 32,768 يساوي 215. يتم إقران هذا الكوارتز بشريحة عداد 15 بت. هذه هي دائرتنا الدقيقة K176IE5.

مبدأ تشغيل هذه الدائرة الدقيقة هو كما يلي: صوبعد أن يعد 32.768 نبضة، يصدر نبضًا على إحدى الساقين. تظهر هذه النبضة على بلورة كوارتز بتردد 32,768 هرتز بالضبط مرة واحدة في الثانية. وكما تتذكر، فإن الاهتزاز مرة واحدة في الثانية يساوي 1 هرتز. أي أنه في هذه المحطة سيتم إصدار النبضة بتردد 1 هرتز. وإذا كان الأمر كذلك، فلماذا لا تستخدمه في الساعات؟ ومن هنا جاء الاسم.

حاليا في ساعة اليدوغيرها من الأدوات المحمولة، تم دمج هذا العداد ورنان الكوارتز في شريحة واحدة ولا يوفران حساب الثواني فحسب، بل يوفر أيضًا عددًا من الوظائف الأخرى، مثل المنبه والتقويم وما إلى ذلك. تسمى هذه الدوائر الدقيقة RTC (ر eal ت com.ime ج lock) أو مترجم من Real Time Clock البرجوازية.

دائرة بيرس للموجة المربعة

لذلك، دعونا نعود إلى مخطط بيرس. تولد دائرة بيرس السابقة إشارة جيبية

ولكن هناك أيضًا دائرة بيرس معدلة لإشارة الموجة المربعة

وهنا هي:

يمكن تغيير تصنيفات بعض العناصر الراديوية تمامًا مدى واسع. على سبيل المثال، يمكن أن تتراوح المكثفات C1 وC2 من 10 إلى 100 pF. القاعدة هنا هي: كلما انخفض تردد الكوارتز، كلما كانت سعة المكثف أصغر. بالنسبة لبلورات الساعة، يمكن توفير المكثفات بقيمة اسمية تبلغ 15-18 pF. إذا كان تردد الكوارتز من 1 إلى 10 ميغاهيرتز، فيمكنك ضبطه على 22-56 pF. إذا كنت لا ترغب في الإزعاج، فما عليك سوى تثبيت المكثفات بسعة 22 pF. أنت حقا لا يمكن أن تخطئ.

هناك أيضًا نصيحة صغيرة يجب ملاحظتها: من خلال تغيير قيمة المكثف C1، يمكنك ضبط تردد الرنين ضمن حدود دقيقة جدًا.

يمكن تغيير المقاوم R1 من 1 إلى 20 كيلو أوم، والمقاوم R2 من صفر إلى 100 كيلو أوم. هناك أيضًا قاعدة هنا: كلما انخفض تردد الكوارتز، زادت قيمة هذه المقاومات والعكس صحيح.

يعتمد الحد الأقصى للتردد البلوري الذي يمكن إدخاله في الدائرة على سرعة عاكس CMOS. أخذت شريحة 74HC04. إنه ليس سريع المفعول. يتكون من ستة محولات، لكننا سوف نستخدم عاكس واحد فقط:

هنا هو pinout الخاص به:

بعد توصيل ساعة كوارتز بهذه الدائرة، أنتج راسم الذبذبات مخطط الذبذبات التالي:

بالمناسبة، هل يذكرك هذا الجزء من الرسم البياني بأي شيء؟

أليس هذا الجزء من الدائرة يستخدم لساعة المتحكمات الدقيقة AVR؟

إنها المعنية! كل ما في الأمر أن العناصر المفقودة للدائرة موجودة بالفعل في عضو الكنيست نفسه؛-)

مزايا المذبذبات الكريستالية

تتمثل مزايا مذبذبات تردد الكوارتز في استقرار التردد العالي. في الأساس هو 10 -5 - 10 -6 من القيمة الاسمية أو، كما يقولون في كثير من الأحيان، جزء في المليون (من الإنجليزية. جزء في المليون)- جزء من المليون أي جزء من المليون أو الرقم 10 -6. يرتبط انحراف التردد في اتجاه أو آخر في مذبذب الكوارتز بشكل أساسي بالتغيرات في درجات الحرارة بيئةوكذلك مع شيخوخة الكوارتز. مع تقدم عمر الكوارتز، يصبح تردد مذبذب الكوارتز أقل قليلاً كل عام بحوالي 1.8x10 -7 من القيمة الاسمية. إذا، على سبيل المثال، أخذت الكوارتز بتردد 10 ميجا هرتز (10،000،000 هرتز) ووضعته في الدائرة، ثم في غضون عام سينخفض ​​تردده بحوالي 2 هرتز؛-) أعتقد أنه مقبول تمامًا.

حاليا، يتم إنتاج مذبذبات الكوارتز في شكل وحدات كاملة. بعض الشركات المنتجة لمثل هذه المولدات تحقق استقرار ترددي يصل إلى 10 -11 من القيمة الاسمية! تبدو الوحدات النهائية كما يلي:

أو هكذا

تحتوي وحدات المذبذب البلوري هذه بشكل أساسي على 4 مخرجات. هنا هو pinout من مذبذب الكريستال مربع:

دعونا نتحقق من واحد منهم. تقول 1 ميغاهيرتز

وهنا وجهة نظره الخلفية:

هنا هو pinout الخاص به:

من خلال تطبيق جهد ثابت من 3.3 إلى 5 فولت مع موجب 8 وناقص 4، من المخرج 5، حصلت على موجة مربعة نظيفة وناعمة وجميلة بتردد مكتوب على مذبذب الكوارتز، أي 1 ميجا هرتز، مع انبعاثات صغيرة جدا.

حسنًا، هذا مشهد للعيون المؤلمة!

وأظهر مقياس تردد المولد الصيني التردد الدقيق:

من هنا نستنتج: من الأفضل شراء مذبذب كوارتز جاهز بدلاً من إضاعة الكثير من الوقت والأعصاب في إعداد دائرة بيرس. ستكون دائرة بيرس مناسبة لاختبار الرنانات ولمنتجاتك المتنوعة محلية الصنع.

كيفية التحقق من مرنان الكوارتز؟ فحص مرنانات الكوارتز

تلعب التذبذبات أحد أهم الأدوار في العالم الحديث. لذلك، هناك ما يسمى بنظرية الأوتار، التي تدعي أن كل شيء حولنا هو مجرد موجات. ولكن هناك خيارات أخرى لاستخدام هذه المعرفة، وأحدها هو مرنان الكوارتز. يحدث أنه بغض النظر عن المعدات التي تتعطل أحيانًا، فهي ليست استثناءً. كيف يمكنك التأكد من أنه لا يزال يعمل بشكل صحيح بعد وقوع حادث سلبي؟

دعنا نقول كلمة واحدة عن مرنان الكوارتز

مرنان الكوارتز هو نظير لدائرة تذبذبية تعتمد على الحث والسعة. لكن بينهما فرق لصالح الأول. كما هو واضح، يتم استخدام مفهوم عامل الجودة لخصائص الدائرة التذبذبية. في مرنان الكوارتز يحقق قيمًا كبيرة جدًا - في حدود 10 5 -10 7. بالإضافة إلى ذلك، فهو أكثر كفاءة للدائرة بأكملها عندما تتغير درجة الحرارة، مما يترجم إلى عمر خدمة أطول لأجزاء مثل المكثفات. إن تعيين مرنانات الكوارتز في الرسم التخطيطي هو على شكل مستطيل موضوع رأسياً، وهو "محصور" على كلا الجانبين بواسطة لوحات. من الخارج، في الرسومات، فإنها تشبه الهجين من مكثف ومقاوم.

كيف يعمل مرنان الكوارتز؟

يتم قطع لوحة أو حلقة أو شريط من بلورة الكوارتز. يتم تطبيق قطبين كهربائيين على الأقل، وهما شرائط موصلة. اللوحة ثابتة ولها تردد الرنين الخاص بها من الاهتزازات الميكانيكية. عندما يتم تطبيق الجهد على الأقطاب الكهربائية، يحدث الضغط أو القص أو الانحناء بسبب التأثير الكهرضغطي (اعتمادًا على كيفية قطع الكوارتز). تعمل البلورة المتذبذبة في مثل هذه الحالات كمحث. إذا كان تردد الجهد الذي يتم توفيره يساوي أو قريبًا جدًا من قيمه، فإن أقل قدر من الطاقة مطلوب، مع وجود اختلافات كبيرة، للحفاظ على التشغيل. الآن يمكننا الانتقال إلى ضوء المشكلة الرئيسية، وهذا هو السبب في الواقع لكتابة هذه المقالة حول مرنان الكوارتز. كيف يفحصأدائها؟ تم اختيار 3 طرق، والتي سيتم مناقشتها.

الطريقة رقم 1

اقرأ أيضا

هنا يلعب الترانزستور KT368 دور المولد. يتم تحديد تردده بواسطة مرنان الكوارتز. عندما يتم توفير الطاقة، يبدأ المولد بالعمل. إنه يخلق نبضات تساوي تردد رنينه الرئيسي. يمر تسلسلها عبر مكثف يسمى C3 (100r). يقوم بتصفية مكون التيار المستمر، ثم ينقل النبض نفسه إلى مقياس التردد التناظري، المبني على ثنائيات D9B والعناصر السلبية التالية: مكثف C4 (1n)، المقاوم R3 (100k) ومقياس ميكرومتر. تعمل جميع العناصر الأخرى على ضمان استقرار الدائرة وحتى لا يحترق أي شيء. اعتمادا على التردد المحدد، قد يتغير الجهد على المكثف C4. هذه طريقة إرشادية إلى حد ما وميزتها هي السهولة. وبناء على ذلك، كلما زاد الجهد، زاد تردد المرنان. ولكن هناك بعض القيود: يجب أن تجربها على هذه الدائرة فقط في الحالات التي تكون فيها ضمن النطاق التقريبي من 3 إلى 10 ميجاهرتز. فحص مرنانات الكوارتز، ما يتجاوز هذه القيم لا يقع عادةً ضمن إلكترونيات راديو الهواة، ولكن سيتم إيلاء مزيد من الاهتمام للرسم الذي يتراوح طيفه من 1 إلى 10 ميجاهرتز.

كيفية التحقق من مرنان الكوارتز

المخطط المعتاد ل الفحوصاتمرنانات الكوارتز، وإذا قمت بإضافة إلى الدائرة المقياس المتعددمع القدرة على القياس...

فحص مرنانات الكوارتز

المخطط المعتاد ل الفحوصاتأداء مرنانات الكوارتز، فضلا عن إمكانية الفحوصاتالترددات...

الطريقة رقم 2

لزيادة الدقة، يمكنك توصيل مقياس التردد أو راسم الذبذبات بمخرج المولد. بعد ذلك سيكون من الممكن حساب المؤشر المطلوب باستخدام أرقام ليساجوس. لكن ضع في اعتبارك أنه في مثل هذه الحالات يتم إثارة الكوارتز، سواء عند التوافقيات أو عند التردد الأساسي، والذي بدوره يمكن أن يعطي انحرافًا كبيرًا. انظر إلى المخططات أدناه (هذا المخطط والسابق). كما ترى، هناك طرق مختلفة للعثور على التردد، وهنا سيتعين عليك التجربة. الشيء الرئيسي هو اتباع احتياطات السلامة.

فحص اثنين في وقت واحد مرنانات الكوارتز

اقرأ أيضا

ستسمح لك هذه الدائرة بتحديد ما إذا كانت مقاومتا الكوارتز اللتان تعملان في النطاق من 1 إلى 10 ميجاهرتز تعملان أم لا. وبفضله أيضًا يمكنك معرفة إشارات الصدمة التي تحدث بين الترددات. لذلك، لا يمكنك العثور على الأداء فحسب، بل يمكنك أيضًا اختيار مقاومات الكوارتز الأكثر ملاءمة لبعضها البعض من حيث أدائها. يتم تنفيذ الدائرة باستخدام مذبذبين رئيسيين. يعمل الأول منهم مع مرنان الكوارتز ZQ1 ويتم تنفيذه على ترانزستور KT315B. لهذا السبب يفحصالتشغيل، يجب أن يكون جهد الخرج أكبر من 1.2 فولت، واضغط على زر SB1. المؤشر المشار إليه يتوافق مع الإشارة أعلى مستوىوالوحدة المنطقية اعتمادًا على مرنان الكوارتز، يمكن زيادته القيمة المطلوبةللاختبار (يمكنك زيادة الجهد لكل اختبار بمقدار 0.1 أمبير - 0.2 فولت إلى ما هو موصى به في التعليمات الرسمية لاستخدام الآلية). في هذه الحالة، سيكون خرج DD1.2 هو 1، وDD1.3 سيكون 0. أيضًا، للإشارة إلى تشغيل مذبذب الكوارتز، سوف يتوهج مصباح LED HL1. تعمل الآلية الثانية بشكل مشابه، وسيتم الإبلاغ عنها بواسطة HL2. إذا قمت بتشغيلها على الفور، فسيظل مصباح LED HL4 متوهجًا.

عند مقارنة ترددات مولدين، يتم إرسال إشارات الخرج من DD1.2 و DD1.5 إلى DD2.1 DD2.2. عند مخرجات العاكس الثاني، تستقبل الدائرة إشارة معدلة بعرض النبضة من أجل مقارنة الخصائص لاحقًا. يمكنك رؤية ذلك بصريًا باستخدام مصباح LED HL4 الوامض. لتحسين الدقة، أضف مقياس تردد أو راسم الذبذبات. إذا كانت الخصائص الفعلية تختلف بالكيلوهرتز، لتحديد كوارتز ذو تردد أعلى، اضغط على زر SB2. ثم سيقوم المرنان الأول بتقليل قيمه، وستكون نغمة نبضات الإشارة الضوئية أقل. ثم يمكننا أن نقول بثقة أن تردد ZQ1 أعلى من تردد ZQ2.

عند التحقق دائمًا:

1. اقرأ التعليق التوضيحي الموجود على مرنان الكوارتز؛
2. اتبع احتياطات السلامة.

الأسباب المحتملة للفشل

هناك الكثير من الطرق لعرضها بنفسك مرنان الكوارتزخارج الخدمة. يجدر التعرف على بعض أشهرها لتجنب أي مشاكل في المستقبل:

1. يسقط من ارتفاع. السبب الأكثر شعبية. تذكر: يجب عليك دائمًا الحفاظ على مكان عملك بترتيب مثالي ومراقبة أفعالك.
2. وجود التوتر المستمر. بشكل عام، مرنانات الكوارتز ليست خائفة منه. ولكن كانت هناك سوابق. للتحقق من وظائفه، قم بتشغيل مكثف 1000 مللي فاراد واحدًا تلو الآخر - ستعيده هذه الخطوة إلى التشغيل أو تتجنب العواقب السلبية.
3. سعة إشارة كبيرة جدًا. يمكن حل هذه المشكلة باستخدام طرق مختلفة:

• انقل تردد التوليد قليلاً إلى الجانب بحيث يختلف عن المؤشر الرئيسي للرنين الميكانيكي للكوارتز. هذا خيار أكثر صعوبة.
• تقليل عدد الفولتات التي تزود المولد نفسه بالطاقة. هذا خيار أسهل.
• تحقق مما إذا كان خارجا مرنان الكوارتزحقا خارج الترتيب. لذلك، قد يكون سبب انخفاض النشاط هو التدفق أو الجزيئات الغريبة (في هذه الحالة، يجب تنظيفها بالكامل). ومن الممكن أيضًا أن يكون العزل قد تم استخدامه بشكل مكثف للغاية وفقد خصائصه. للتحقق من التحكم في هذه النقطة، يمكنك لحام "ثلاث نقاط" على KT315 والتحقق منها باستخدام المحور (يمكنك مقارنة النشاط على الفور).

تتطلب المعدات الرقمية الحديثة دقة عالية، وهذا هو الحال في كثير من الأحيان الأجهزة الرقميةيحتوي على مرنان كوارتز، وهو مولد مستقر وموثوق للتذبذبات التوافقية. التشغيل الرقمي يعتمد على هذا التردد الثابت، ويستخدمه لتشغيل الجهاز الرقمي. تعد مرنانات الكوارتز بديلاً موثوقًا لدائرة التذبذب المجمعة على مكثف ومغوي.

لا يتجاوز عامل الجودة لدائرة التذبذب المعتمدة على الملف والمكثف 300. وهي إحدى خصائص دائرة التذبذب التي تحدد قيمة نطاق الرنين. يُظهر عامل الجودة عدد المرات التي تتجاوز فيها طاقة النظام التذبذبي فقدان الطاقة خلال فترة تذبذب واحدة. كلما زاد عامل الجودة، قلت الطاقة المفقودة في فترة واحدة، وكان اضمحلال التذبذبات أبطأ. تتقلب سعة المكثف في الدائرة التقليدية اعتمادًا على درجة حرارة البيئة. يعتمد حجم محاثة الملف أيضًا على العديد من العوامل. بل إن هناك معاملات مقابلة تحدد اعتماد معلمات هذه العناصر على درجة الحرارة.

مرنانات الكوارتز، على عكس دوائر التذبذب الموصوفة أعلاه، لديها عامل جودة عالية للغاية، حيث تصل إلى عدة ملايين. وفي الوقت نفسه، لا تؤثر درجات الحرارة ضمن -40 +70 درجة على هذه المعلمة بأي شكل من الأشكال. أدى الاستقرار العالي لرنانات الكوارتز عند أي درجة حرارة إلى استخدامها على نطاق واسع في الإلكترونيات الرقمية وهندسة الراديو.

أصناف

حسب نوع الجسم:

• للتركيب الحجمي (الأسطواني والقياسي).
• للتركيب السطحي.

على أساس مادة الجسم:

• معدن.
• زجاج.
• بلاستيك.

على حسب شكل الجسم :

• دائري.
• مستطيلي.
• إسطواني.
• مستوي.

حسب عدد أنظمة الرنين:

• أعزب.
• مزدوج.

لحماية الحالة:

• مختوم.
• مفتوح.
• مكنسة.

حسب الغرض:

• منقي.
• توليد.

من الخصائص المهمة لرنانات الكوارتز للتشغيل الناجح نشاطها. لكن لا يتم تحديده فقط من خلال خصائصه الخاصة. تؤثر الدائرة الكهربائية بأكملها على نشاطها.

تستخدم الرنانات المستخدمة في المرشحات نفس أنواع التذبذبات المستخدمة في رنانات المولدات. تستخدم المرشحات 2 و4 رنانات فراغية ذات أقطاب كهربائية. بالنسبة للمرشحات متعددة الأقسام، غالبا ما يتم استخدام المرشحات ذات 4 أقطاب، لأنها أكثر اقتصادا.

مبدأ التشغيل والجهاز

تعمل مرنانات الكوارتز على أساس التأثير الكهرضغطي المتكون على لوح الكوارتز. الكوارتز بلورة طبيعية. وهو عبارة عن تعديل لمركب السيليكون مع الأكسجين، وله صيغة كيميائية SiO2. جزء الشاملتبلغ نسبة الكوارتز في القشرة الأرضية حوالي 60٪ وفي شكل حر 12٪. قد تحتوي المعادن الأخرى أيضًا على الكوارتز.

يستخدم الكوارتز ذو درجة الحرارة المنخفضة لإنتاج مرنانات الكوارتز. لها تأثير كهرضغطية واضح. الاستقرار الكيميائي للكوارتز مرتفع جدًا؛ فقط حمض الهيدروفلوريك يمكنه إذابة الكوارتز. من حيث الصلابة، يحتل الكوارتز المرتبة الثانية بعد الماس. يتم تصنيع لوحة الكوارتز للرنان عن طريق قطع قطعة من الكوارتز بزاوية محددة معينة. اعتمادًا على زاوية القطع هذه، تختلف لوحة الكوارتز في المعلمات الكهروميكانيكية المختلفة.

ونتيجة لذلك، يتم تشكيل دائرة تذبذبية لها تردد الرنين الخاص بها، والذي يحدد عمل المرنان بأكمله. إذا قمت بتوصيل لوحات إلى الأقطاب الكهربائية AC الجهدمع تردد الرنين، سيحدث تأثير الرنين، وسوف تزيد سعة اهتزاز اللوحة بشكل كبير. في هذه الحالة، سوف يقلل الرنان من مقاومته بمقدار كبير. تشبه هذه العملية العملية التي تحدث في دائرة تذبذب متسلسلة (تعتمد على ملف ومكثف). يكون فقدان الطاقة عند إثارة مرنان كوارتز عند تردد الرنين صغيرًا جدًا، نظرًا لأن عامل الجودة لدائرة تذبذب الكوارتز مرتفع جدًا.

تتكون هذه الدائرة المكافئة من:

• ر- مقاومة.
• ج1- سعة.
• ل- الحث.
• ج2- السعة الكهربائية الساكنة للألواح مع الحاملات.

تحدد هذه العناصر المعلمات الكهروميكانيكية للوحة الكوارتز. إذا قمت بإزالة عناصر التثبيت، فستحصل على دائرة متسقة إل سي. عند تثبيته على لوحة الدائرة، لا يتحمل مرنان الكوارتز الحرارة الزائدة، لأن تصميمه هش للغاية. يمكن أن يؤدي التسخين القوي إلى تشويه الحامل والأقطاب الكهربائية، مما يؤثر على عمل مرنان الكوارتز النهائي. يفقد الكوارتز خصائصه الكهرضغطية تمامًا عند تسخينه إلى درجة حرارة 5370 درجة. ومع ذلك، فإن مكواة اللحام ليست قادرة على التسخين كثيرًا.

على المخططات الكهربائيةيتم تحديد مرنان الكوارتز عن طريق القياس مع مكثف، ولكن يوجد بين اللوحات مستطيل يرمز إلى لوحة الكوارتز. في الرسم التخطيطي تم وضع علامة على الرنان " QX».

عادةً ما يكون سبب حدوث خلل في مرنان الكوارتز هو ضربة قوية أو سقوط الجهاز الذي يوجد به. في هذه الحالة، يجب استبدال الرنان بآخر جديد بنفس المعلمات. تحدث مثل هذه الأعطال في الأجهزة الصغيرة التي يسهل سقوطها أو تلفها. لكن مثل هذا الضرر الذي يلحق بالرنانات ليس شائعًا، وعادةً ما يكمن خلل الجهاز في شيء مختلف تمامًا.

كيفية اختبار مرنانات الكوارتز

للتحقق من وظائف الرنان ، يتم تجميع جهاز اختبار بسيط خاص يساعد في فحص تردد الرنين أيضًا بالإضافة إلى تشغيل الرنان. تشبه دائرة مثل هذا الجهاز مذبذب الكوارتز المجمع على الترانزستور.

ومن خلال توصيل الرنان بين القطب السالب وقاعدة الترانزستور من خلال مكثف وقائي، يتم قياس تردد الرنين باستخدام مقياس التردد. هذه الدائرة مناسبة لضبط دوائر التذبذب. عند تشغيل الدائرة، يُحدث الرنان العامل تذبذبات. ونتيجة لذلك، يظهر جهد متناوب عند باعث الترانزستور مع تردد الرنين للمرنان الذي يتم اختباره.

إذا قمت بتوصيل مقياس التردد بمخرج جهاز الاختبار، فيمكنك قياس تردد الرنين. مع تردد ثابت وتسخين طفيف لجسم الرنان، يجب ألا يتغير التردد بشكل كبير. إذا لم يكتشف مقياس التردد حدوث تردد، أو تغير بشكل كبير أو يختلف بشكل كبير عن القيمة الاسمية، فإن الرنان غير قابل للاستخدام ويتطلب الاستبدال.

عند استخدام مثل هذا الاختبار لتكوين الدوائر، تكون السعة C1 مطلوبة. ولكن عند التحقق من صلاحية الرنانات، فإن وجودها في الدائرة غير مطلوب. في هذه الحالة، يتم توصيل الدائرة التذبذبية ببساطة بدلاً من مرنان الكوارتز ويبدأ جهاز الاختبار في إنشاء تذبذبات بنفس الطريقة.

لقد أثبت جهاز الاختبار، الذي تم تصنيعه وفقًا للمخطط المدروس، نفسه بشكل جيد عند تردد يتراوح بين 15-20 ميغا هرتز. لفترات أخرى، يمكنك العثور على دوائر أخرى مجمعة على الدوائر الدقيقة والمكونات الأخرى.

نطاق التطبيق

نظرًا لاستقرار معلمات مرنانات الكوارتز، فقد وجدت استخدامًا واسعًا في مختلف المجالات.

• كثير اجهزة القياس تعمل على أساس مثل هذه الرنانات، ودقة القياس عالية جدًا.
• يتم استخدام لوحة بيزوكوارتز كرنان في مسبار الصدى البحري للتعرف على الأشياء الموجودة في الماء ودراسة قاع البحر وتحديد موقع المياه الضحلة والشعاب المرجانية. وهذا يجعل من الممكن دراسة الحياة في المحيط في مناطق أعماق البحار، وكذلك إنشاء خرائط دقيقة لقاع البحر.
• ل لقد وجدت مرنانات الكوارتز شعبية واسعة في كوارتز ، نظرًا لأن تردد تذبذب لوحة الكوارتز مستقل عمليًا عن درجة الحرارة وله تغير نسبي صغير في التردد.

تعمل مرنانات الكوارتز على توسيع نطاق استخدامها، وتتزايد الحاجة إليها باستمرار، لأنها زادت من المعلمات المترولوجية وكفاءة التشغيل.