|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Máy phát điện thạch anh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nút bấm của thiết bị phát thanh nghiệp dư. Máy phát điện, máy biến tần Độ không ổn định tương đối của tần số của dao động tự, thực hiện trên bộ cộng hưởng ở dạng mạch LC, thường không thấp hơn 10-3... 10-4. Độ ổn định tần số của máy phát phụ thuộc đáng kể vào hệ số chất lượng và độ ổn định của hệ dao động. Hệ số chất lượng của mạch LC thường không cao hơn 200 ... 300. Máy phát và máy thu vô tuyến hiện đại có yêu cầu cao hơn về độ ổn định tần số. Thường tần số tương đối dài hạn không ổn định ít nhất là 10-6... 10-8, có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ cộng hưởng thạch anh. Hệ số chất lượng của bộ cộng hưởng thạch anh cao hơn nhiều lần so với hệ số chất lượng của bộ cộng hưởng trên mạch LC và là 104... 106. Có nhiều mạch dao động thạch anh. Do đó, cần phải xem xét các sơ đồ được sử dụng phổ biến nhất trong thực tế. Mạch tương đương được chấp nhận chung của bộ cộng hưởng thạch anh được thể hiện trong Hình 1. Suất điện động Ls, điện dung động Cs và điện trở tổn hao Rs là do sự hiện diện của hiệu ứng áp điện trực tiếp và nghịch biến và tính chất cộng hưởng của phần tử áp điện. Điện dung song song Cp là do điện dung của chất áp điện, điện dung của vỏ máy và cách lắp ghép. Tần số cộng hưởng của nhánh động được gọi là tần số cộng hưởng nối tiếp của bộ cộng hưởng thạch anh Fs.
Hệ số phẩm chất của bộ cộng hưởng thạch anh Q được xác định bởi nhánh động lực theo công thức đối với mạch dao động nối tiếp Q = (2pFsLs) / Rs Tần số của cộng hưởng song song Fp có phần cao hơn Fs, đó là do sự cộng hưởng song song của Cp, Cs và Ls. Một tham số quan trọng của bộ cộng hưởng thạch anh là tỷ số giữa điện dung song song và điện dung động của nó, được ký hiệu là r và được gọi là hệ số điện dung r = Cc / Cs Theo các nguồn tài liệu khác nhau, hệ số điện dung cho AT-cut của thạch anh là 220 ... 250. Xét rằng Cs / Cp <0,1, người ta có thể sử dụng biểu thức gần đúng cho tần số cộng hưởng song song Fp = Fs (1+ (Cs / 2Cp)). Đối với hệ số điện dung r> 25, khoảng cộng hưởng, được định nghĩa là hiệu số giữa các tần số của cộng hưởng song song và cộng hưởng nối tiếp của bộ cộng hưởng thạch anh, có thể được viết là dF = Fs / 2r. Ở sóng hài cơ học của máy cộng hưởng thạch anh, khoảng thời gian cộng hưởng giảm và được xác định bằng biểu thức dFn = Fs / (2rn2) với n là số điều hòa. Hệ số điện dung xác định kích thước khe hở cộng hưởng của bộ cộng hưởng, do đó, độ lệch tần của bộ dao động thạch anh điều khiển, độ ổn định tần số khi các thông số mạch thay đổi, điều kiện xuất hiện và duy trì dao động trong mạch tự dao động thạch anh . Để đánh giá khả năng kích thích của bộ cộng hưởng thạch anh, một số mạch dao động tinh thể sử dụng một tham số gọi là yếu tố chất lượng. Nó được định nghĩa là tỷ số giữa hệ số chất lượng của bộ cộng hưởng với hệ số điện dung của nó m = Q / r. Đối với bộ cộng hưởng thạch anh, các giá trị của M nằm trong khoảng từ 1 đến 10000. Tại M <2, điện trở của bộ cộng hưởng là dương (điện dung) và không có vùng phản ứng cảm ứng. Do đó, sự kích thích của một bộ cộng hưởng như vậy trong các mạch của bộ dao động thạch anh yêu cầu phản ứng cảm ứng trở nên không thể. Khi M> 2, vùng cộng hưởng có diện tích phản ứng cảm ứng và giá trị của M càng lớn thì vùng này càng rộng. Trong thực tế, hai loại dao động thạch anh được sử dụng rộng rãi nhất: a) máy phát điện trong đó bộ cộng hưởng thạch anh là một phần của mạch dao động và tương đương với phần cảm; b) máy phát điện trong đó bộ cộng hưởng thạch anh được bao gồm trong mạch phản hồi được sử dụng như một bộ lọc dải hẹp và tương đương với điện trở hoạt động. Bộ tạo dao động tinh thể, trong đó bộ cộng hưởng thạch anh được sử dụng như một phần tử của mạch có phản ứng cảm ứng, được gọi là bộ dao động và bộ dao động trong đó bộ cộng hưởng thạch anh được bao gồm trong mạch phản hồi được gọi là bộ tạo cộng hưởng nối tiếp. Mạch dao động của bộ dao động thạch anh với thạch anh nằm giữa bộ thu và đế, được thực hiện theo mạch với bộ phát nối đất (ba điểm điện dung) được thể hiện trong Hình 2.
Hiện nay, ba điểm điện dung được sử dụng rộng rãi trong dải tần lên đến 22 MHz khi bộ cộng hưởng hoạt động ở tần số cơ bản và lên đến 66 MHz khi được kích thích ở hài cơ thứ ba (Hình 3). Bộ tự dao động với một bộ cộng hưởng thạch anh giữa bộ thu và đế trong mạch có bộ phát nối đất tần số cao, không dễ bị dao động ký sinh trên âm bội bất tử, có độ ổn định tần số tuyệt vời với sự thay đổi của điện áp nguồn và nhiệt độ môi trường.
Ảnh hưởng của sự thay đổi các thông số phản kháng của bóng bán dẫn, tùy thuộc vào điện áp và thời gian cung cấp, yếu đi khi điện dung C1, C3 tăng (Hình 2), tức là. khi tần số hoạt động của bộ tự dao động tiến tới Fg. Tuy nhiên, việc tăng điện dung quá mức sẽ dẫn đến suy giảm các điều kiện tự kích thích. Mặt khác, khi điện dung tăng, công suất tiêu tán trong bộ cộng hưởng tăng lên, dẫn đến độ mất ổn định của tần số sinh ra tăng lên. Theo điều kiện kỹ thuật, công suất tiêu tán trên thạch anh được giới hạn ở mức 1…2 mW. Tuy nhiên, trong dải tần 1...22 MHz với công suất tiêu tán như vậy, tần số cộng hưởng nối tiếp phụ thuộc vào công suất tiêu tán và hệ số tỷ lệ là (0,5...2) •10-9 Hz/μW, do đó , đối với máy phát có độ ổn định cao, công suất tiêu tán của bộ cộng hưởng nên được giới hạn ở mức 0,1…0,2 mW. Trong thực tế, nên chọn các điện dung C1, C3 sao cho tần số tạo ra cách F không quá 3/3 khoảng cộng hưởng. Khi bộ cộng hưởng thạch anh được kích thích ở các sóng hài cơ học kỳ lạ của thạch anh, thay vì điện trở R4, một cuộn cảm Lk được bật (Hình 0,7). Ở tần số phát, mạch Lk-C0,8 phải có điện dung, tức là. tần số cộng hưởng của nó phải dưới tần số phát. Các thông số của mạch nên được chọn sao cho tần số tự nhiên của nó là XNUMX ... XNUMX của tần số phát. Kết quả là mạch có sự dẫn điện dung ở tần số của sóng hài yêu cầu, điều này loại bỏ khả năng tạo ra sóng hài thấp hơn và tần số cơ bản. Trong máy phát dao động hoạt động ở tần số trên 22 MHz, bộ cộng hưởng thường được kích thích ở mức hài thứ 3 hoặc thứ 5, nhưng không được kích thích ở mức hài cao hơn, vì ảnh hưởng của điện dung song song rất mạnh. Thông thường hơn được thể hiện trong Hình 2, một mạch ba điểm điện dung của bộ dao động thạch anh với bộ cộng hưởng thạch anh giữa bộ thu và đế được sử dụng trong mạch chuyển đổi trên một bóng bán dẫn với bộ thu nối đất (Hình 4). Mạch này đặc biệt hữu ích cho các bộ dao động có thể điều chỉnh điện tử (khi được kết nối nối tiếp với thạch anh varicap) và có ít phần tử chặn hơn so với mạch phát nối đất. Nhiều chuyên gia trong lĩnh vực dao động tinh thể coi điểm ba điện dung là tốt nhất trong tất cả các mạch dao động tinh thể hoạt động trên sóng hài cơ bản hoặc thứ 3 của bộ cộng hưởng. Cần lưu ý rằng có một đoạn mạch ba điểm điện dung không chứa cuộn cảm, được kích thích ở mức hài bậc 3 và bậc 5.
Bộ tạo dao động tự động bằng thạch anh trong mạch. Nếu cuộn cảm L4 được mắc nối tiếp với thạch anh trong mạch trong Hình 1, điều này sẽ dẫn đến sự xuất hiện của các đặc tính mới, tức là trong máy phát điện (Hình 5), có thể xảy ra hiện tượng tự dao động mà không được ổn định bởi bộ cộng hưởng thạch anh.
Ở tần số cao, trong đó điện kháng của điện dung song song của bộ cộng hưởng nhỏ hơn điện trở của nhánh động của bộ cộng hưởng thạch anh, có thể tự kích thích thông qua điện dung song song Cp. Sự hiện diện của điện cảm L1 có nghĩa là có thể thực hiện cân bằng pha ở tần số cộng hưởng nối tiếp, cũng như ở vùng lệch nhất định bên dưới tần số cộng hưởng nối tiếp. Độ tự cảm L1 đảm bảo cân bằng pha trong điều kiện M<2 và phản ứng tương đương của thạch anh không thể cảm ứng được. Điều này có nghĩa là một máy phát có thạch anh trong mạch có thể hoạt động ở tần số cao hơn và số lượng sóng hài cơ học cao hơn của bộ cộng hưởng thạch anh. Để loại trừ hiện tượng tự kích thích ký sinh thông qua điện dung song song Cp, rất có thể xảy ra ở tần số cao và sóng hài cơ học cao hơn, một điện trở R1 được nối song song với bộ cộng hưởng, dẫn đến tổn thất vào mạch tự kích thích ký sinh. Có thể giảm các yêu cầu đối với hoạt động của bộ cộng hưởng thạch anh ở sóng hài cơ học bằng cách sử dụng các mạch tạo cộng hưởng nối tiếp. Vì với sự gia tăng tần số và số lượng sóng hài, hoạt động của bộ cộng hưởng thạch anh giảm do sự gia tăng điện trở tương đương của nó và sự gia tăng hiệu ứng đóng cắt của điện dung tĩnh (song song) Ср, cần phải trung hòa hoặc bù lại nó. Quá trình trung hòa có thể được thực hiện trong mạch cầu, trong đó thạch anh được đặt ở một trong các nhánh của cầu cân bằng. Cầu tự dao động cộng hưởng nối tiếp. Trong mạch hình 6, với sự cân bằng chính xác của cầu (Cp = C2, XL1-2 = XL2-3), phản hồi chỉ được thực hiện thông qua nhánh động của bộ cộng hưởng. Ở sóng hài cơ học của bộ cộng hưởng thạch anh, độ dẫn của nhánh nối tiếp của bộ cộng hưởng tăng mạnh, cầu nối không cân bằng, và với sự lựa chọn thích hợp của các phần tử mạch, máy phát được kích thích. Vòng lặp L1-C3 phải được điều chỉnh đến tần số hài mong muốn.
Trong sơ đồ này, có thể kích thích các bộ cộng hưởng thạch anh ở sóng hài thứ 5 hoặc thứ 7. Các sơ đồ trung hòa điện dung tĩnh của bộ cộng hưởng rất quan trọng đối với chế độ hoạt động và khó điều chỉnh, mặc dù chúng có thể được sử dụng ở tần số lên đến 100 MHz. Giới hạn tần số trên của bộ dao động có trung hòa là do khó có được điện trở vòng tương đương lớn với tần số tăng dần, vì điện dung ban đầu của mạch không thể nhỏ do điện dung ký sinh. Sơ đồ Butler (Hình 7) được đặc trưng bởi khả năng chống lại các yếu tố gây mất ổn định lớn nhất trong dải tần lên đến 100 MHz. Giới hạn trên của các tần số được tạo ra là do sự suy giảm các thuộc tính của bộ theo bộ phát. Trong mạch Butler, một bộ cộng hưởng thạch anh được bao gồm trong mạch phản hồi giữa các bộ phát của bóng bán dẫn. Bóng bán dẫn VT1 được kết nối theo sơ đồ với một bộ thu chung và bóng bán dẫn VT2 - với một cơ sở chung. Nhược điểm của mạch này là có xu hướng tự kích thích ký sinh do kết nối đầu ra với đầu vào thông qua một điện dung thạch anh song song Cp. Để loại bỏ hiện tượng này, một cuộn cảm được nối song song với thạch anh, tạo thành, cùng với điện dung song song của thạch anh, một mạch cộng hưởng được điều chỉnh theo tần số của dao động ký sinh.
Máy phát điện tự động theo mạch Butler trên một bóng bán dẫn có bù Av. Ở tần số lên đến 300 MHz, nên sử dụng các mạch lọc một giai đoạn, ví dụ, mạch lọc có đế chung (Hình 8). Về cơ bản, bộ tự dao động như vậy là bộ khuếch đại một tầng trong đó mạch được kết nối với bộ phát của bóng bán dẫn lưỡng cực thông qua bộ cộng hưởng thạch anh hoạt động như một bộ lọc dải hẹp. Mạch tạo thành bởi điện dung thạch anh song song Cp và cuộn dây L2 được điều chỉnh theo tần số của sóng hài được sử dụng. Khi tần số hoạt động tăng lên, độ dẫn tương đương của bóng bán dẫn cũng tăng lên, tức là. việc thực hiện các điều kiện tự kích thích trở nên tồi tệ hơn. Tuy nhiên, bất chấp điều này, các điều kiện tự kích thích của bộ tự dao động ở tần số cao này vẫn dễ thực hiện hơn so với bộ tự dao động có thạch anh giữa bộ thu và đế và thạch anh trong mạch, điều này quyết định lợi thế của nó.
Kết luận, cần lưu ý rằng các mạch được xem xét của bộ tạo dao động thạch anh không làm cạn kiệt toàn bộ nhiều loại mạch dao động được ổn định bởi bộ cộng hưởng thạch anh và việc lựa chọn mạch bị ảnh hưởng quyết định bởi sự hiện diện của bộ cộng hưởng thạch anh với các thông số tương đương cần thiết, yêu cầu đối với công suất đầu ra, công suất tiêu tán trong bộ cộng hưởng, tần số ổn định lâu dài, v.v. Một chút về bộ cộng hưởng. Khi chọn một bộ cộng hưởng cho máy phát điện, cần đặc biệt chú ý đến yếu tố chất lượng của bộ cộng hưởng - nó càng cao thì tần số càng ổn định. Bộ cộng hưởng chân không có hệ số chất lượng cao nhất. Nhưng bộ cộng hưởng càng tốt thì càng đắt. Thường thì có những bộ cộng hưởng với mức độ cộng hưởng bên cao. Ở Liên Xô, ngoài các bộ cộng hưởng thạch anh, các bộ cộng hưởng được sản xuất từ lithium niobate (được đánh dấu là PH hoặc RM), liti tantali (được đánh dấu là RT) và từ các chất áp điện khác. Vì các thông số tương đương của các bộ cộng hưởng như vậy khác với các thông số của bộ cộng hưởng thạch anh, chúng có thể không được điều khiển trong các mạch trong đó thạch anh hoạt động hoàn hảo, mặc dù tần số được đánh dấu trên vỏ có thể giống nhau. Chúng có thể có độ ổn định tần số và độ chính xác điều chỉnh kém hơn. Thông thường, các doanh nghiệp của Liên Xô đã sản xuất các máy cộng hưởng thạch anh với tần số cơ bản lên đến 20 ... 22 MHz, và cao hơn - trên sóng hài cơ học. Đó là do công nghệ xử lý tấm thạch anh lạc hậu. Các doanh nghiệp nước ngoài sản xuất thạch anh với tần số cơ bản là 35 MHz. Các công ty nước ngoài hàng đầu sản xuất bộ cộng hưởng dưới dạng cái gọi là cấu trúc mesa nghịch đảo, hoạt động dựa trên dao động lớn của độ dày cắt, trong đó tần số hài đầu tiên đạt 250 MHz! Sử dụng các bộ cộng hưởng thạch anh như vậy trong các mạch dao động, trong đó các hệ thống có các tham số điện cảm và điện dung phân bố được sử dụng làm hệ thống dao động, có thể thu được các dao động ổn định cao đến tần số 750 MHz mà không cần nhân tần số! Tác giả: O. Belousov, Vatutino, vùng Cherkasy; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Hệ thống lưu trữ năng lượng thông minh EcoBlade của Schneider Electric ▪ Công tắc WDM toàn quang nguyên mẫu
▪ phần của trang web Câu chuyện của bạn. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Lucian xứ Samosata. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Ai đã phát minh ra nhựa? đáp án chi tiết ▪ bài báo Nut Gynds. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Máy đo dung lượng pin. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Bốn vị vua kết thúc với nhau. tiêu điểm bí mật
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này