Новости

28.02.2014STM32F401C-DISCO – новая отладочная плата от STMicroelectronics
На склад Компэл поступила отладочная плата STM32F401C-DISCO из серии отладочных плат «Discovery» от компании STMicroelectronics. Отладочная плата STM32F401C-DISCO предназначена для изучения новой линейки микроконтроллеров STM32F401. Новая отладочная плата сочетает в себе высокопроизводительный процессор ARM Cortex-M4F, богатый набор периферии и ультранизкое потребление в активных режимах работы. Основные параметры STM32F401C-DISCO: микроконтроллер STM32F401VCT6 (84 МГц, 256 Kб Flash, […]
27.02.2014Транзисторы StrongIRFET – эталонная проводимость для 48V применений
Вышедшее более года назад семейство 40-вольтовых транзисторов StrongIRFET™ надежно заняло место в 24 В и 36 В системах, а также в сердцах инженеров, благодаря своему эталонному сопротивлению открытого канала. Сегодня компания International Rectifier расширяет область применения данного семейства до 48-вольтового сегмента, выпустив новые транзисторы StrongIRFET™ с рабочим напряжением до 60 В. Основными областями применения семейства […]
26.02.2014Открылся первый сервисный центр TDK-Lambda в Москве
Основной и важной особенностью продукции компании TDK-Lambda является очень высокое качество изготовления и высокая надежность. Это подтверждается тем, что на некоторые серии источников питания предоставляется пожизненная гарантия (например, семейство HWS). Тем не менее, при эксплуатации любых изделий возможны ситуации изначально не оговоренные в техническом описании, могут возникать вопросы технического характера связанные с возможностью или невозможностью […]
25.02.2014Фотореле Toshiba TLP3403 и TLP3412
Самые компактные в отрасли, имеют размеры 1.5 мм × 2.5 мм.
Архив новостей

Партнеры

Журнал "Современная Электроника"

Контактная информация:

тел: (499) 503-37-58

E-mail1: zakaz@navicomp.ru

E-mail2: alexey@navicomp.ru

ICQ: 216-774-282

Наш интернет-магазин работает 24 часа в сутки.

 

Обработка заказов и заказ по телефону производятся с понедельника по пятницу,
с 10:00 до 18:00.

 

Кварцевые резонаторы

Конструктивно пьезоэлектрический резонатор состоит из пьезокристаллического элемента (пьезокварца, ниобата или танталата лития, лангасита или других пьезоэлектриков), на который нанесена пленка металла (чаще всего серебра или никеля), держателя, в котором крепится пьезокристаллический элемент, и корпуса с выводами, в котором размещен держатель с закрепленным в нем пьезокристаллическим элементом. Диапазон частот используемых в настоящее время пьезоэлектрических резонаторов на объёмных волнах находится в пределах от нескольких килогерц до нескольких сотен мегагерц.

Историческая справка

 Пьезоэлектрический резонатор был изобретен американским ученым У.Кэди в 1920г. Начиная с первой половины 20-ого века пьезоэлектрические резонаторы нашли широкое применение в радиосвязи для стабилизации частоты генераторов электромагнитных колебаний. При включении резонатора между выходом и входом лампового усилителя возникает цепь положительной обратной связи и осуществляется возбуждение резонатора на частоте собственных колебаний резонатора. При этом стабильность частоты генератора определяется прежде всего добротностью пьезоэлектрического резонатора. Пьезоэлектрические резонаторы имеют добротность в тысячи и десятки тысяч раз большую, чем добротность колебательных контуров, которые ранее использовались в генераторах электромагнитных колебаний. В соответствующее число раз повышается стабильность частоты генераторов при использовании в них пьезоэлектрических резонаторов. Стабильность частоты генераторов на колебательных контурах не может быть лучше 1.10-3-1.10-4, в то время как использование пьезоэлектрических резонаторов даже не самого лучшего качества позволяет увеличить стабильность частоты до 1.10-7-1.10-8.

Эквивалентная электрическая схема

Колебательную систему резонатора можно представить в виде последовательно расположенных сопротивления Rk, динамических индуктивности Lk и ёмкости Сk и параллельно подключенной статической ёмкости С0 (Рис.).

   На частоте последовательного резонанса, при котором динамические сопротивления, возникающие на Lk и Ck, компенсируют друг друга, пьезоэлектрический резонатор работает как активное сопротивление Rk. В соответствии с формулой Томсона частота последовательного резонанса равна

При этом добротность можно представить в виде выражения

Основные параметры

Помимо добротности и динамического сопротивления к важнейшим параметрам пьезоэлектрических резонаторов относятся точность настройки по частоте, температурная стабильность частоты, долговременная и кратковременная стабильности частоты.
   Точность настройки резонаторов по частоте в зависимости от предъявляемых требований может находиться в пределах от ±0,5.10-6 до ±20.10-6 и более.
   Температурная зависимость частоты наиболее широко используемых пьезокварцевых резонаторов среза АТ графически представляет собой так называемую кубическую параболу с перегибом (точкой симметрии параболы) при +27оС. Для интервала температур -60-+85оС температурная нестабильность может находиться в пределах ±30.10-6. При выборе рабочей температуры термостатируемого генератора вблизи температуры экстремума кубической параболы температурная нестабильность частоты резонатора может находиться в пределах (3-5).10-9/1оС.
   Долговременная стабильность частоты пьезоэлектрических резонаторов зависит прежде всего от совершенства технологических процессов их изготовления. Для резонаторов широкого применения долговременная стабильность частоты находится в пределах (5-10).10-6 за год. Прецизионные резонаторы могут обеспечить стабильность (1-3).10-8 за год.
   Кратковременная стабильность частоты относится к выходным характеристикам генераторов. Но она также зависит от качества резонаторов, в первую очередь от добротности. Кратковременная стабильность может измеряться за определенные промежутки времени (1с, 1мс, 10с и т.д.). Например, к обычным генераторам могут предъявляться требования к кратковременной нестабильности 1.10-9 за 1мс.
   Немаловажным параметром резонаторов является соотношение динамического (Сk) и статического емкостей (С0), поскольку от этого параметра зависит величина перестройки частоты генераторов с помощью реактивных элементов. Данный параметр для резонаторов одной частоты зависит от площади возбуждающих электродов и номера механической гармоники, на которой возбуждается резонатор. Частоту пьезокварцевых резонаторов среза АТ можно представить в виде формулы

F = n/2t C66/ρ ,

где   n - номер механической гармоники;
            t - толщина пьезоэлемента;
            С66- модуль упругости среза АТ;
            ρ - плотность кварца.
   Отношение С0 к Сk с переходом с первой (основной) на третью механическую гармонику увеличивается в 9 раз, на пятую механическую гармонику – в 25 раз, т.е. пропорционально квадрату номера механической гармоники. При этом диапазон перестройки частоты генераторов с увеличением номера механической гармоники уменьшается в той же степени. Таким образом, использование резонаторов с возбуждением на том или ином номере механической гармоники зависит от сочетания требований к пределам перестройки, с одной стороны, и, с другой стороны, от требований к долговременной стабильности, поскольку последняя при прочих равных условиях улучшается при увеличении номера механической гармоники. При этом необходимо учитывать влияние уровня возбуждения резонатора на параметры и долговременную стабильность частоты.

Назад