క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్లు: ప్రయోజనం, అప్లికేషన్, చర్య యొక్క సూత్రం, ఉపయోగం యొక్క లక్షణాలు

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్లు దేనికి?

మైక్రోప్రాసెసర్‌లు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్‌లతో పూర్తి చేసిన ఆధునిక డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, క్లాక్ డోలనాలు లేకుండా ఊహించలేము. మరియు గడియారం యొక్క డోలనాలు పొందిన చోట, జనరేటర్ మరియు డోలనం వ్యవస్థ యొక్క ఆపరేషన్ ఉంది, మరియు డోలనం వ్యవస్థ ఉన్న చోట, ప్రతిధ్వని దృగ్విషయం మరియు నాణ్యత కారకం వంటి ముఖ్యమైన పరామితి రెండూ తప్పనిసరిగా కనిపిస్తాయి. ఇక్కడ మనం క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్లు (ఓసిలేటర్లు) పరిచయం చేయబడ్డాము.

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ (క్వార్ట్జ్) అనేది అధిక స్థాయి ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరత్వంతో విద్యుదయస్కాంత డోలనాల జనరేటర్, ఇది క్వార్ట్జ్ ప్లేట్ యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ మరియు మెకానికల్ లక్షణాలను ఉపయోగిస్తుంది.

ఆపరేషన్ సూత్రం ప్రకారం, క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ అనేది క్వార్ట్జ్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరీకరణతో కూడిన ఓసిలేటర్. ఇటువంటి జనరేటర్లను కొలిచే పరికరాలు, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు సమయ ప్రమాణాలు, క్వార్ట్జ్ గడియారాలు, అలాగే వివిధ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో అత్యంత స్థిరమైన మాస్టర్ జనరేటర్‌గా ఉపయోగిస్తారు.

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్‌ల యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే ఇది క్వార్ట్జ్ యొక్క ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా నిర్ణయించబడిన స్థిర పౌనఃపున్యాల వద్ద మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయగలదు మరియు ఆచరణాత్మకంగా ఫ్రీక్వెన్సీ ట్యూనింగ్‌ను అనుమతించదు.

అన్ని క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ సర్క్యూట్‌లు వాటిలో ఉపయోగించే క్వార్ట్జ్ రెసొనెన్స్ (సమాంతర లేదా సిరీస్) ఆధారంగా రెండు పెద్ద సమూహాలుగా విభజించబడ్డాయి. అత్యంత విస్తృతమైన క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ సర్క్యూట్‌లు, దీనిలో క్వార్ట్జ్ దాని సమాంతర ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీకి దగ్గరగా పనిచేస్తుంది.

కాబట్టి, ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లోని క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ దేనికైనా సాటిలేని ప్రత్యామ్నాయం డోలనం సర్క్యూట్ఒక కెపాసిటర్ మరియు ఒక ఇండక్టర్ కలిగి ఉంటుంది. క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్లలో అవుట్‌పుట్ అత్యధిక Q-కారకం. ఒక మంచి LC సర్క్యూట్ Q-కారకం 300కి చేరుకుంటుంది, క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ యొక్క Q-కారకం 10,000,000 వరకు చేరుకుంటుంది. మీరు గమనిస్తే, ఆధిక్యత పదివేల రెట్లు ఉంటుంది. అందువల్ల, Q-ఫాక్టర్ పరంగా క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్‌తో ఏ డోలనం సర్క్యూట్‌ను పోల్చలేము.

ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీపై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం గురించి ప్రత్యేకంగా చెప్పనవసరం లేదు. అదే డోలనం సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ దానిలోకి ప్రవేశించే కెపాసిటర్ యొక్క TKE (కెపాసిటెన్స్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత గుణకం)పై బలంగా ఆధారపడి ఉంటుంది. మరోవైపు, క్వార్ట్జ్ చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఈ కారణంగా క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్‌లు వివిధ ప్రయోజనాల కోసం క్లాక్ ఫ్రీక్వెన్సీ జనరేటర్‌ల కోసం డోలనం యొక్క మూలాలుగా తమ స్థానాలను గట్టిగా కలిగి ఉంటాయి.

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, అది ఏమిటో గుర్తుంచుకోవడానికి సరిపోతుంది పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం… ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో క్రిస్టల్ నుండి కత్తిరించిన తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత క్వార్ట్జ్ (సిలికాన్ డయాక్సైడ్) స్లాబ్‌ను ఊహించండి.క్రిస్టల్ నుండి పొరను కత్తిరించే కోణం ఉత్పత్తి చేయబడిన రెసొనేటర్ యొక్క ఎలక్ట్రోమెకానికల్ లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది. నికెల్, ప్లాటినం, బంగారం లేదా వెండి పొరలను డిపాజిట్ చేయడం ద్వారా ఇప్పుడు ఈ ప్లేట్‌కు రెండు వైపులా ఎలక్ట్రోడ్‌లు జోడించబడ్డాయి మరియు వాటికి ఘన వైర్లు జోడించబడతాయి. మొత్తం నిర్మాణం ఒక చిన్న మూసివున్న గృహంలో ఉంచబడుతుంది.

అందువలన, ఒక ఎలక్ట్రోమెకానికల్ డోలనం వ్యవస్థ పొందబడింది, ఇది (తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత క్వార్ట్జ్ యొక్క సహజ లక్షణాల కారణంగా) పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని స్వంత ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉంటుంది.

ఇప్పుడు ఎలక్ట్రోడ్‌లకు ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్ వర్తించబడితే, దాని ఫ్రీక్వెన్సీ ఫలిత డోలనం వ్యవస్థ యొక్క ప్రతిధ్వనించే ఫ్రీక్వెన్సీకి దగ్గరగా ఉంటుంది, అప్పుడు ప్లేట్ యాంత్రికంగా సంకోచించడం మరియు గరిష్ట వ్యాప్తితో విస్తరించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు పైజోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం కారణంగా, దగ్గరగా ఉంటుంది. అనువర్తిత వోల్టేజ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిధ్వనిగా ఉంటుంది, రెసొనేటర్ యొక్క నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ ఓసిలేటర్ సర్క్యూట్‌తో కూడిన క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ యొక్క సారూప్యత. ఫలితం తప్పనిసరిగా సిరీస్ LC సర్క్యూట్‌తో సమానంగా ఉంటుంది.

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్ యొక్క లక్షణాలు

క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్‌ను సమానమైన సర్క్యూట్ రూపంలో సూచించవచ్చు, దీనిలో C0 అనేది మెటల్ కేబుల్ హోల్డర్‌లు మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన మౌంటు ఎలక్ట్రికల్ కెపాసిటెన్స్. C1, L మరియు R అనేది ప్లేట్ యొక్క ఎలక్ట్రోమెకానికల్ లక్షణాల కారణంగా పొందిన నిజమైన డోలనం సర్క్యూట్ యొక్క అనలాగ్‌గా నేరుగా ఎలక్ట్రోడ్‌లతో ప్లేట్ యొక్క కెపాసిటెన్స్, ఇండక్టెన్స్ మరియు యాక్టివ్ రెసిస్టెన్స్.

మేము సర్క్యూట్ నుండి మౌంటు కెపాసిటెన్స్ C0ని మినహాయిస్తే, అప్పుడు మేము స్పష్టంగా సిరీస్ డోలనం సర్క్యూట్‌ను పొందుతాము.రేఖాచిత్రంలో రెసొనేటర్ యొక్క హోదా విషయానికొస్తే, ఇది పలకల మధ్య క్వార్ట్జ్ క్రిస్టల్‌ను సూచించే దీర్ఘచతురస్రంతో కెపాసిటర్ లాగా కనిపిస్తుంది.

టంకం ద్వారా బోర్డులపై క్వార్ట్జ్ రెసొనేటర్లను అసెంబ్లీ మరియు వేరుచేసే ప్రక్రియలో, 573 ° C కంటే ఎక్కువ క్వార్ట్జ్ వేడెక్కడం అనేది క్రిస్టల్ యొక్క పైజోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలను కోల్పోవడంతో నిండి ఉందని గుర్తుంచుకోవాలి.