Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Ква́рцовий генера́тор — генератор змінної напруги, стабілізувальним елементом частоти якого є кварцовий резонатор чи п'єзоелемент.[1] Відзначається високою температурною і тривалою стабільністю, низьким рівнем фазових шумів.
 | Ця стаття не містить посилань на джерела. (січень 2020) |
Серце, яке б'ється у більшості електронних систем сьогодні — це кварцовий генератор. У той час як пристрої, засновані на технології мікроелектромеханічної системи (MEMS), безумовно, знаходять застосування в цій галузі, недорогий кварцовий генератор досі домінує, і це також є електромеханічним пристроєм.
По суті, кварцові генератори є пристроями, в яких схема генератора використовує механічний резонанс п'єзоелектричного матеріалу, найчастіше кварцового кристала, для створення електричного сигналу з точною стабільною частотою. Створений таким чином сигнал зазвичай називається тактовим сигналом і використовується для синхронізації роботи інших електронних пристроїв, що становлять систему.[2]
Стабільність кварцового генератора визначається його добротністю; чим вище добротність, тим стабільніший пристрій. Ряд впливів, у загальному які називаються старінням, може обмежувати довготривалу стабільність кварцових генераторів.
Поступова зміна частоти з часом обумовлена багатьма факторами: напруги, що виникають в опорах і контактах, з часом можуть ослабнути; забруднюючі речовини можуть адсорбуватися на поверхні кристала, змінюючи його масу; склад кристалів може бути поступово змінено; його решітка може бути пошкоджена радіацією та багато іншого. Зведення до мінімуму наслідків старіння багато в чому залежить від вибору матеріалів та компонентів, що використовуються під час створення генератора, методів упаковки та технологій виготовлення. На щастя, старіння логарифмічно зменшується з часом і найбільші зміни відбуваються під час початкового життя генератора. Таким чином, виробники зазвичай штучно старіють кристал шляхом тривалого зберігання при температурі від 85 до 125 °C, щоб збільшити його довготривалу стабільність.[3]
Частота власних коливань кварцового генератора може бути в діапазоні від кількох кГц до сотень МГц. Вона визначається фізичними розмірами резонатора, пружністю та п'єзоелектричною постійною кварцу, а також тим, як вирізаний резонатор із кристала. Так як кварцовий резонатор є закінченим електронним компонентом, його частоту можна змінювати зовнішніми елементами та схемою включення у дуже вузькому діапазоні вибором резонансної частоти (паралельний або послідовний) або знизити паралельно включеним конденсатором. Існують, однак, кустарні методики підстроювання резонатора. Це доцільно у випадках, коли бажано мати кілька резонаторів із дуже близькими параметрами. Для зменшення частоти на кристал короткочасно впливають парами йоду (це збільшує масу срібних обкладок), збільшення частоти обкладки резонатора шліфують.[4]
Для одержання високої добротності і стабільності резонатор розташовують у вакуумі і підтримують постійною його температуру.[джерело?]
Це 3,579545 МГц, 4,433619 МГц, 10 МГц, 11,0592 МГц, 14,318182 МГц, 17,734475 МГц, 20 МГц, 33,33 МГц, і 40 МГц.
Генератори можуть вироблятися як з синусоїдальним вихідним сигналом, так і з сигналом прямокутної форми, сумісним за логічним рівнем з одним зі стандартів (TTL, CMOS, LVCMOS, LVDS та інші). Генератор потребує відповідності напруги джерела живлення.
У найкращих генераторів спектральна щільність потужності фазових шумів може бути менше -100 дБн/Гц при відхиленні 1 Гц і менше -150 дБн/Гц при відхиленні 1 кГц від вихідної частоти 10 МГц.
Кварцові генератори використовують:
У сучасних ПК все ще використовуються кварцові генератори, але для отримання багатогігагерцових тактових частот застосовуються складніші технології. ПК використовує кристал із частотою набагато меншою, ніж робоча, і множить її за допомогою фазового автопідстроювання частоти. Комп'ютери часто використовують кристал на 14318, оскільки цю частоту використовували в старих телевізорах, і такі кристали були недорогими і широко поширеними.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
