En kvartsoscillator er en autogenerator af elektromagnetiske oscillationer med et oscillerende system , som omfatter en kvartsresonator . Designet til at opnå konstante frekvensoscillationer med høj temperatur- og tidsstabilitet, lav fasestøj.
Den naturlige frekvens af en kvartsoscillator kan variere fra nogle få kHz til hundredvis af MHz. Det bestemmes af resonatorens fysiske dimensioner , elasticiteten og piezoelektriske konstant for kvarts, og også af hvordan resonatoren skæres fra krystallen. Da en kvartsresonator er en komplet elektronisk komponent, kan dens frekvens ændres af eksterne elementer og et koblingskredsløb i et meget snævert område ved at vælge en resonansfrekvens (parallel eller serie) eller sænkes af en kondensator forbundet parallelt. Der er dog håndværksteknikker til at indstille resonatoren. Dette er nyttigt i tilfælde, hvor det er ønskeligt at have flere resonatorer med meget tætte parametre. For at reducere frekvensen udsættes krystallen kort for joddamp (dette øger sølvpladernes masse), for at øge frekvensen poleres resonatorpladerne.
I 1997 udgav Epson Toyocom en serie SG8002-oscillatorer, i hvis design der er en blok af trimmerkondensatorer og to frekvensdelere. Dette giver dig mulighed for at få næsten enhver frekvens i området fra 1 til 125 MHz . Denne fordel medfører dog uundgåeligt en ulempe - øget jitter (fasestøj). Citat: En oscillator med interne faselåste sløjfer skal bruges med ekstrem forsigtighed i kredsløb, der indeholder eksterne PLL-kredsløb. [en]
Kvartsoscillatorens svingninger er karakteriseret ved højfrekvensstabilitet (10 −5 ÷ 10 −12 ), hvilket skyldes kvartsresonatorens høje kvalitetsfaktor (10 4 ÷ 10 5 ).
De bedste generatorer kan have fasestøjeffektspektraltæthed mindre end -100 dBc/Hz ved 1 Hz offset og mindre end -150 dBc/Hz ved 1 kHz offset ved 10 MHz udgangsfrekvens .
Effekten af en kvartsoscillator overstiger ikke flere titusinder af milliwatt . Ved en højere effekt kan krystallen af en kvartsresonator blive ødelagt på grund af stærke mekaniske spændinger , der opstår i den . I praksis, hvis det er nødvendigt at opnå mere effekt fra en oscillator stabiliseret af en kvartsresonator, bruges en forstærker .
Generatorer kan fremstilles både i en modifikation med et sinusformet udgangssignal og med et rektangulært signal, der er kompatible i logiske niveauer med en af standarderne ( TTL , CMOS , LVCMOS , LVDS , etc.).
Ydre belastninger på en kvartsplade får den til at deformeres . Og det fører til gengæld til udseendet af en elektrisk ladning på overfladen af kvarts ( piezoelektrisk effekt ). Som et resultat er de mekaniske svingninger af kvartspladen ledsaget af ladningssvingninger synkrone med dem på overfladen og omvendt.
For at sikre forbindelsen af resonatoren med resten af kredsløbselementerne påføres elektroder direkte på kvartsen , eller der placeres en kvartsplade mellem kondensatorpladerne .
For at opnå en høj kvalitetsfaktor og stabilitet placeres resonatoren i et vakuum , og dens temperatur holdes konstant .
Krystaloscillatorer bruges til at måle tid ( kvartsure , elektroniske ure ), som frekvensstandarder . Krystaloscillatorer er meget udbredt i digital teknologi som urgeneratorer .
| Mikrocontrollere | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Arkitektur |
| |||||||
| Producenter |
| |||||||
| Komponenter | ||||||||
| Periferi |
| |||||||
| Grænseflader | ||||||||
| OS | ||||||||
| Programmering |
| |||||||