Pengayun kristal adalah litar pengayun elektronik yang digunakan untuk resonans mekanikal kristal bergetar dari bahan piezoelektrik. Ia akan membuat isyarat elektrik dengan frekuensi tertentu. Frekuensi ini biasanya digunakan untuk melacak waktu misalnya jam tangan digunakan dalam litar bersepadu digital untuk memberikan isyarat jam yang stabil dan juga digunakan untuk menstabilkan frekuensi untuk pemancar dan penerima radio. Kristal kuarza terutamanya digunakan dalam pengayun frekuensi radio (RF). Kristal kuarza adalah jenis yang paling biasa resonator piezoelektrik , dalam litar pengayun, kami menggunakannya sehingga ia dikenali sebagai pengayun kristal. Pengayun kristal mesti dirancang untuk memberikan kapasitans beban.

Terdapat pelbagai jenis pengayun litar elektronik yang digunakan adalah: Pengayun linier - pengayun Hartley, pengayun fasa-pergeseran, pengayun Armstrong, pengayun Clapp, Pengayun Colpitts . Pengayun relaksasi - Pengayun Royer, Pengayun cincin, Multivibrator dan Pengayun Terkawal Voltan (VCO). Tidak lama lagi kita akan membincangkan secara terperinci pengayun kristal seperti kerja dan aplikasi pengayun kristal.

Apa itu kristal kuarza?

Kristal kuarza menunjukkan sifat yang sangat penting yang dikenali sebagai kesan piezoelektrik. Apabila tekanan mekanikal digunakan pada permukaan kristal, voltan yang berkadar dengan tekanan mekanikal muncul di seberang kristal. Voltan itu menyebabkan herotan pada kristal. Jumlah yang diputarbelitkan akan berkadar dengan voltan yang dikenakan dan juga voltan ganti yang dikenakan pada kristal yang menyebabkannya bergetar pada frekuensi semula jadi.

Litar Kristal Kuarza

Rajah di bawah mewakili simbol elektronik dari resonator kristal piezoelektrik dan juga kristal kuarza dalam pengayun elektronik yang terdiri daripada perintang, induktor, dan kapasitor.

Rajah Litar Pengayun Kristal

Angka di atas adalah 20psc New 16MHz Quartz Crystal Oscillator dan ia adalah salah satu jenis pengayun kristal, yang berfungsi dengan frekuensi 16MHz.

Pengayun Kristal

Secara amnya, transistor bipolar atau FET digunakan dalam pembinaan litar pengayun Crystal. Ini adalah kerana penguat operasi s boleh digunakan dalam litar pengayun frekuensi rendah yang berbeza yang berada di bawah 100KHz tetapi beroperasi penguat tidak mempunyai lebar jalur untuk beroperasi. Ini akan menjadi masalah pada frekuensi yang lebih tinggi yang dipadankan dengan kristal yang berada di atas 1MHz.

Untuk mengatasi masalah ini, pengayun kristal Colpitts dirancang. Ia akan berfungsi pada Frekuensi yang lebih tinggi. Dalam Oscillator ini, Litar tangki LC yang memberikan osilasi maklum balas telah digantikan oleh kristal kuarza.

Rajah Litar Pengayun Kristal

Crystal Oscillator Bekerja

Litar pengayun kristal biasanya berfungsi berdasarkan prinsip kesan piezoelektrik terbalik. Medan elektrik yang digunakan akan menghasilkan ubah bentuk mekanikal di sebilangan bahan. Oleh itu, ia menggunakan resonans mekanikal kristal bergetar, yang dibuat dengan bahan piezoelektrik untuk menghasilkan isyarat elektrik frekuensi tertentu.

Biasanya, pengayun kristal kuarza sangat stabil, terdiri daripada faktor kualiti yang baik (Q), saiznya kecil, dan berkaitan dengan ekonomi. Oleh itu, litar pengayun kristal kuarza lebih unggul berbanding dengan resonator lain seperti litar LC, garpu penalaan. Secara amnya di Pemproses mikro dan pengawal Mikro kami menggunakan pengayun kristal 8MHz.

“cara menyambungkan lampu led secara bersiri ”

Setaraf litar elektrik juga menerangkan tindakan kristal. Lihat sahaja gambarajah litar elektrik yang setara seperti di atas. Komponen asas yang digunakan dalam litar, kearuhan L mewakili jisim kristal, kapasitansi C2 mewakili kepatuhan, dan C1 digunakan untuk mewakili kapasitans yang terbentuk kerana cetakan mekanikal kristal, rintangan R mewakili geseran struktur dalaman kristal, Gambarajah litar pengayun kristal kuarza terdiri daripada dua resonans seperti resonans siri dan selari, iaitu, dua frekuensi resonan.

Crystal Oscillator Bekerja

Resonans siri berlaku apabila reaktans yang dihasilkan oleh kapasitansi C1 sama dan bertentangan dengan reaktans yang dihasilkan oleh induktansi L. Fr dan fp masing-masing mewakili frekuensi resonan siri dan selari, dan nilai 'fr' dan 'fp' dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut ditunjukkan dalam rajah di bawah.

Gambarajah di atas menerangkan litar setara, graf plot untuk frekuensi Resonan, Rumus untuk frekuensi Resonan.

Kegunaan Crystal Oscillator

Secara umum, kita tahu bahawa, dalam reka bentuk mikropemproses dan mikrokontroler, pengayun kristal digunakan demi memberikan isyarat jam. Sebagai contoh, mari kita pertimbangkan 8051 mikrokontroler , dalam pengawal khusus ini litar pengayun kristal luaran akan berfungsi dengan 12MHz yang mustahak, walaupun mikrokontroler 8051 ini (berdasarkan model) mampu bekerja pada 40 MHz (maksimum) harus menyediakan 12MHz dalam kebanyakan kes kerana untuk kitaran mesin 8051 memerlukan 12 kitaran jam, sehingga untuk memberikan kadar kitaran efektif pada 1MHz (mengambil jam 12MHz) hingga 3,33 MHz (mengambil jam maksimum 40MHz). Pengayun kristal tertentu yang mempunyai kadar kitaran pada 1MHz hingga 3.33MHz digunakan untuk menghasilkan denyutan jam yang diperlukan untuk penyegerakan semua operasi dalaman.

Aplikasi Crystal Oscillator

Terdapat pelbagai aplikasi untuk pengayun kristal dalam pelbagai bidang dan beberapa aplikasi pengayun kristal diberikan di bawah

Aplikasi Colpitts Crystal Oscillator

Pengayun Colpitts digunakan untuk menghasilkan isyarat output sinusoidal pada frekuensi yang sangat tinggi. Pengayun ini boleh digunakan sebagai pelbagai jenis sensor seperti sensor suhu Kerana peranti SAW yang kita gunakan di litar Colpitts, ia merasakan langsung dari permukaannya.

Pengayun Kristal Colpitts

“bagaimana tiga fasa berfungsi ”

Aplikasi pengayun Colpitts terutama melibatkan di mana pelbagai frekuensi digunakan. Juga digunakan dalam keadaan ayunan yang tidak terkendali dan berterusan. Dengan menggunakan beberapa peranti di litar Colpitts, kita dapat mencapai kestabilan suhu dan frekuensi tinggi yang lebih tinggi.

Colpitts digunakan untuk pengembangan komunikasi mudah alih dan komunikasi radio.

Aplikasi Armstrong Crystal Oscillator

Litar ini popular hingga tahun 1940-an. Ini digunakan secara meluas dalam penerima radio regeneratif. Dalam input itu, isyarat frekuensi radio dari antena digabungkan secara magnetis ke dalam litar tangki melalui belitan tambahan, dan maklum balas dikurangkan untuk mendapatkan kawalan dalam gelung maklum balas. Akhirnya, ia menghasilkan penapis dan penguat frekuensi radio jalur sempit. Dalam pengayun Crystal ini, litar resonan LC diganti dengan gelung maklum balas.

Pengayun Crystal Armstrong

Dalam Ketenteraan dan Aeroangkasa

Untuk sistem komunikasi yang cekap, Crystal Oscillators digunakan dalam tentera dan aeroangkasa. The sistem komunikasi adalah untuk mewujudkan dan untuk tujuan navigasi dan peperangan elektronik dalam sistem panduan

Dalam Penyelidikan dan Pengukuran

Pengayun kristal digunakan dalam penyelidikan dan pengukuran untuk navigasi cakerawala dan tujuan penjejakan ruang, dalam alat perubatan dan alat ukur.

Aplikasi Perindustrian Crystal Oscillator

Terdapat banyak aplikasi industri pengayun kristal. Mereka digunakan secara meluas dalam komputer, instrumentasi, sistem digital, dalam sistem gelung terkunci fasa, modem, laut, telekomunikasi, dalam sensor dan juga dalam pemacu cakera.

Crystal Oscillator juga digunakan dalam pengendalian mesin, jam dan perjalanan komputer, stereo, dan dalam sistem GPS. Ini adalah aplikasi Automotif.

Pengayun kristal digunakan dalam banyak barang pengguna. Contohnya, sistem televisyen kabel, kamera video, komputer peribadi, permainan dan permainan video, telefon bimbit, sistem radio. Ini adalah Aplikasi Pengguna Crystal Oscillator.

Ini semua mengenai apa itu a Pengayun Kristal , ini berfungsi, dan Aplikasi. Kami percaya bahawa maklumat yang diberikan dalam artikel ini sangat membantu anda untuk memahami konsep ini dengan lebih baik. Selanjutnya, sebarang pertanyaan mengenai artikel ini atau bantuan dalam melaksanakannya projek elektrik dan elektronik , anda boleh menghampiri kami dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Berikut adalah soalan untuk anda, Apakah fungsi utama pengayun kristal?

Kredit Foto: