Un oscilator cu cuarț este un autogenerator de oscilații electromagnetice cu un sistem oscilator , care include un rezonator cu cuarț . Conceput pentru a obține oscilații de frecvență constantă cu stabilitate ridicată la temperatură și timp, zgomot de fază scăzut.
Frecvența naturală a unui oscilator cu cuarț poate varia de la câțiva kHz la sute de MHz. Este determinată de dimensiunile fizice ale rezonatorului , de elasticitatea și constanta piezoelectrică a cuarțului, precum și de modul în care rezonatorul este tăiat din cristal. Întrucât un rezonator cu cuarț este o componentă electronică completă, frecvența acestuia poate fi modificată de elemente externe și de un circuit de comutație într-un interval foarte îngust, alegând o frecvență de rezonanță (paralelă sau în serie) sau coborâtă de un condensator conectat în paralel. Există, totuși, tehnici artizanale pentru reglarea rezonatorului. Acest lucru este util în cazurile în care este de dorit să existe mai multe rezonatoare cu parametri foarte similari. Pentru a reduce frecvența, cristalul este expus pentru scurt timp la vapori de iod (acest lucru crește masa plăcilor de argint), pentru a crește frecvența, plăcile rezonatoare sunt lustruite.
În 1997, Epson Toyocom a lansat o serie de oscilatoare SG8002, în designul cărora există un bloc de condensatori trimmer și doi divizoare de frecvență. Acest lucru vă permite să obțineți aproape orice frecvență în intervalul de la 1 la 125 MHz . Cu toate acestea, acest avantaj implică inevitabil un dezavantaj - jitter crescut (zgomot de fază). Citat: Un oscilator cu bucle interne blocate în fază trebuie utilizat cu precauție extremă în circuitele care conțin circuite PLL externe. [unu]
Oscilațiile oscilatorului cu cuarț se caracterizează prin stabilitate de înaltă frecvență (10 −5 ÷ 10 −12 ), care se datorează factorului de calitate ridicat al rezonatorului cu cuarț (10 4 ÷ 10 5 ).
Cele mai bune generatoare pot avea o densitate spectrală a puterii zgomotului de fază mai mică de -100 dBc/Hz la 1 Hz offset și mai puțin de -150 dBc/Hz la 1 kHz offset la o frecvență de ieșire de 10 MHz .
Puterea unui oscilator cu cuarț nu depășește câteva zeci de miliwați . La o putere mai mare, cristalul unui rezonator de cuarț poate fi distrus din cauza solicitărilor mecanice puternice care apar în el . În practică, dacă este necesar să se obțină mai multă putere de la un oscilator stabilizat de un rezonator cu cuarț, se folosește un amplificator .
Generatoarele pot fi fabricate atât într-o modificare cu un semnal de ieșire sinusoidal, cât și cu un semnal dreptunghiular, compatibil la niveluri logice cu unul dintre standarde ( TTL , CMOS , LVCMOS , LVDS etc.).
Tensiunile externe pe o placă de cuarț determină deformarea acesteia . Și, la rândul său, duce la apariția unei sarcini electrice pe suprafața cuarțului ( efect piezoelectric ). Ca urmare, oscilațiile mecanice ale plăcii de cuarț sunt însoțite de oscilații de sarcină sincrone cu acestea pe suprafața acesteia și invers.
Pentru a asigura conectarea rezonatorului cu restul elementelor circuitului se aplică electrozi direct pe cuarț sau se pune o placă de cuarț între plăcile condensatorului .
Pentru a obține un factor de înaltă calitate și stabilitate, rezonatorul este plasat în vid și temperatura acestuia este menținută constantă .
Oscilatoarele cu cristale sunt folosite pentru măsurarea timpului ( ceasuri de cuarț , ceasuri electronice ), ca standarde de frecvență . Oscilatoarele de cristal sunt utilizate pe scară largă în tehnologia digitală ca generatoare de ceas .
| Microcontrolere | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arhitectură |
| |||||||
| Producătorii |
| |||||||
| Componente | ||||||||
| Periferie | ||||||||
| Interfețe | ||||||||
| OS | ||||||||
| Programare |
| |||||||