مرنان الكوارتز هو جهاز إلكتروني مبني على التأثير الكهرضغطية ، وكذلك الرنين الميكانيكي. يتم استخدامه من قبل محطات الراديو ، حيث يحدد تردد الناقل ، بالساعات والمؤقتات ، مع تحديد فاصل زمني من ثانية واحدة فيها.
محتوى
ما هو ولماذا هو مطلوب
الجهاز هو مصدر يوفر تذبذبات توافقية عالية الدقة. لديها ، عند مقارنتها مع نظائرها ، كفاءة عمل أكبر ، معلمات مستقرة.
ظهرت العينات الأولى من الأجهزة الحديثة على المحطات الإذاعية في 1920-1930. كعناصر ذات تشغيل مستقر ، قادرة على ضبط تردد الموجة الحاملة. هم انهم:
- لقد حلت محل رنانات روشيل البلورية الملحية ، التي ظهرت في عام 1917 نتيجة لاختراع ألكسندر م.نيكلسون وتميزت بعدم الاستقرار ؛
- لقد استبدلوا الدائرة المستخدمة سابقًا بملف ومكثف ، والتي لم تختلف في عامل الجودة العالية (حتى 300) وتعتمد على التغيرات في درجات الحرارة.
بعد ذلك بقليل ، أصبحت رنانات الكوارتز جزءًا لا يتجزأ من المؤقتات والساعات. المكونات الإلكترونية بتردد طنين طبيعي يبلغ 32768 هرتز ، والذي يحدد فاصلاً زمنيًا لمدة ثانية واحدة في عداد ثنائي 15 بت.
تستخدم الأجهزة اليوم في:
- ساعات الكوارتز ، مما يوفر لهم دقة العمل ، بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة ؛
- أدوات القياس ، مما يضمن لها دقة عالية في المؤشرات ؛
- مسبار الصدى البحري ، والذي يستخدم في البحث وإنشاء خرائط القاع ، وتحديد الشعاب المرجانية ، والمياه الضحلة ، والبحث عن الأشياء الموجودة في الماء ؛
- الدوائر المقابلة لمذبذبات الإشارة التي تصنع الترددات ؛
- المخططات المستخدمة للدلالة على الموجة SSB أو إشارة التلغراف ؛
- محطات الراديو ذات إشارة DSB بتردد متوسط ؛
- مرشحات تمرير الفرقة أجهزة الاستقبال من نوع superheterodyne، وهي أكثر استقرارًا وجودة جيدة من مرشحات LC.
يتم تصنيع الأجهزة بحالات مختلفة. وهي مقسمة إلى مخرجات ، تستخدم في التركيب السائب ، و SMD ، المستخدمة في تركيب السطح.
يعتمد تشغيلها على موثوقية دائرة التبديل ، مما يؤثر على:
- انحراف التردد عن القيمة المطلوبة ، استقرار المعلمة ؛
- معدل شيخوخة الجهاز
- سعة التحميل.
خصائص مرنان الكوارتز
يتجاوز نظائرها الموجودة سابقًا ، مما يجعل الجهاز لا غنى عنه في العديد من الدوائر الإلكترونية ويشرح نطاق الجهاز.هذا ما تؤكده حقيقة أنه في العقد الأول منذ الاختراع في الولايات المتحدة (باستثناء البلدان الأخرى) تم إنتاج أكثر من 100 ألف قطعة من الأجهزة.
من بين الخصائص الإيجابية لمرنانات الكوارتز التي تفسر الشعبية والطلب على الأجهزة:
- عامل جودة جيد ، قيمته - 104-106 - تتجاوز معايير نظائرها المستخدمة سابقًا (لها عامل جودة 300) ؛
- أبعاد صغيرة يمكن قياسها بأجزاء من المليمتر ؛
- مقاومة درجة الحرارة وتقلباتها ؛
- عمر خدمة طويل
- سهولة التصنيع
- القدرة على إنشاء فلاتر متتالية عالية الجودة دون استخدام الإعدادات اليدوية.
رنانات الكوارتز لها عيوب أيضًا:
- تسمح لك العناصر الخارجية بضبط التردد في نطاق ضيق ؛
- لها هيكل هش
- لا تتسامح مع الحرارة الزائدة.
مبدأ عمل مرنان الكوارتز
يعمل الجهاز على أساس التأثير الكهروإجهادي ، والذي يتجلى على لوح كوارتز ، وفي درجات حرارة منخفضة. يتم قطع العنصر من بلورة كوارتز واحدة ، مع مراعاة الزاوية المحددة. يحدد الأخير المعلمات الكهروكيميائية للرنان.
الألواح مطلية على كلا الجانبين بطبقة من الفضة (البلاتين والنيكل والذهب مناسبة). ثم يتم تثبيتها بإحكام في السكن ، وهو مغلق. الجهاز عبارة عن نظام تذبذب له تردد طنين خاص به.
عندما تتعرض الأقطاب الكهربائية لجهد متناوب ، فإن لوحة الكوارتز ، التي لها خاصية كهرضغطية ، تنحني ، وتتقلص ، وتحولات (حسب نوع معالجة البلورة). في الوقت نفسه ، يظهر فيه عداد EMF ، كما يحدث في مغو موجود في دائرة متذبذبة.
عندما يتم تطبيق جهد بتردد يتزامن مع الاهتزازات الطبيعية للوحة ، يتم ملاحظة صدى في الجهاز. معًا:
- يزيد عنصر الكوارتز من سعة التذبذبات ؛
- يتم تقليل مقاومة الرنان بشكل كبير.
الطاقة اللازمة للحفاظ على التذبذبات منخفضة في حالة الترددات المتساوية.
تعيين مرنان الكوارتز على الدائرة الكهربائية
تم تصميم الجهاز بشكل مشابه للمكثف. الفرق: يتم وضع مستطيل بين الأجزاء الرأسية - رمز صفيحة مصنوعة من بلور الكوارتز. يتم فصل جانبي المستطيل ولوحة المكثف بفجوة. بالقرب من الرسم التخطيطي ، قد يكون هناك تعيين حرف للجهاز - QX.
كيفية اختبار مرنان الكوارتز
تنشأ مشاكل الأجهزة الصغيرة إذا تلقت ضربة قوية. يحدث هذا عندما تسقط الأجهزة التي تحتوي على الرنانات في التصميم. هذا الأخير يفشل ويتطلب الاستبدال وفقًا لنفس المعلمات.
يتطلب فحص أداء الرنان وجود جهاز اختبار. يتم تجميعها وفقًا لدائرة تعتمد على ترانزستور KT3102 و 5 مكثفات ومقاومتان (يشبه الجهاز مذبذب الكوارتز المركب على الترانزستور).
يجب أن يكون الجهاز متصلاً بقاعدة الترانزستور والقطب السالب في التوصيلات والتوصيلات المتصلة والحماية عن طريق تركيب مكثف واقي. إمداد الطاقة لدائرة التبديل ثابت - 9 فولت. بالإضافة إلى أنها تتصل بمدخلات الترانزستور ، بإخراجها - من خلال المكثف - مقياس التردد ، الذي يحدد معلمات تردد الرنان.
يستخدم المخطط عند إعداد دائرة التذبذب.عندما يكون الرنان في حالة جيدة ، عند توصيله ، فإنه ينتج اهتزازات تؤدي إلى ظهور جهد متناوب عند باعث الترانزستور. علاوة على ذلك ، يتطابق تردد الجهد مع خاصية مماثلة للرنان.
الجهاز معيب إذا لم يكتشف مقياس التردد حدوث تردد أو حدد وجود تردد ، ولكنه إما يختلف كثيرًا عن القيمة الاسمية ، أو يتغير بشكل كبير عند تسخين العلبة بمكواة لحام.
مقالات مماثلة:
