Что такое пьезоэлектрический кварцевый резонатор. Как устроен кварцевый резонатор. Какие бывают типы кварцевых резонаторов. Где применяются кварцевые резонаторы. Каковы преимущества и недостатки кварцевых резонаторов.
Принцип работы пьезоэлектрических кварцевых резонаторов
Пьезоэлектрический кварцевый резонатор представляет собой электромеханическое устройство, работа которого основана на пьезоэлектрическом эффекте кристалла кварца. Кварц обладает уникальным свойством — при механической деформации на его поверхности возникает электрический заряд (прямой пьезоэффект), и наоборот, при воздействии электрического поля кристалл деформируется (обратный пьезоэффект).
Кварцевый резонатор состоит из тонкой пластинки кристаллического кварца, на поверхности которой нанесены металлические электроды. При подаче переменного напряжения на электроды кварцевая пластинка начинает совершать механические колебания. Если частота прикладываемого напряжения совпадает с собственной частотой механических колебаний пластинки, возникает резонанс. В этом режиме амплитуда колебаний резко возрастает, а электрическое сопротивление резонатора становится минимальным.
Основные характеристики кварцевых резонаторов
Ключевыми параметрами кварцевых резонаторов являются:
- Резонансная частота — частота, на которой возникает резонанс. Может составлять от нескольких кГц до сотен МГц.
- Добротность — характеризует остроту резонанса. Чем выше добротность, тем стабильнее частота.
- Температурный коэффициент частоты — показывает, насколько изменяется частота при изменении температуры.
- Долговременная стабильность частоты — характеризует уход частоты с течением времени.
- Динамические параметры — эквивалентное последовательное сопротивление, индуктивность, емкость.
Типы кварцевых резонаторов
В зависимости от ориентации среза кристалла и типа колебаний выделяют следующие основные типы кварцевых резонаторов:
Резонаторы со сдвиговыми колебаниями
К ним относятся резонаторы АТ-среза, SC-среза, BT-среза. Они обладают высокой температурной стабильностью и используются в высокочастотных применениях (от 0,8 до 360 МГц). АТ-резонаторы наиболее распространены благодаря оптимальному сочетанию характеристик и стоимости.
Резонаторы с изгибными колебаниями
Резонаторы X- и Y-среза работают на частотах до 500 кГц. Они имеют большие размеры и используются в низкочастотных устройствах, например, часах.
Резонаторы с продольными колебаниями
Резонаторы DT-среза применяются на частотах 100-1000 кГц. Они обладают высокой температурной стабильностью.
Области применения кварцевых резонаторов
Благодаря уникальным свойствам кварцевые резонаторы нашли широкое применение в различных областях:
- Генераторы стабильной частоты в радиоэлектронной аппаратуре
- Фильтры в системах связи
- Датчики в измерительных приборах
- Тактовые генераторы в цифровых устройствах
- Стабилизаторы частоты в передатчиках
Преимущества использования кварцевых резонаторов
Кварцевые резонаторы обладают рядом важных достоинств:
- Высокая стабильность частоты (до 10^-10)
- Высокая добротность (до миллиона)
- Малые размеры и вес
- Низкое энергопотребление
- Устойчивость к механическим воздействиям
- Широкий диапазон рабочих частот
- Долговечность
Особенности конструкции современных кварцевых резонаторов
Конструкция современных кварцевых резонаторов включает следующие основные элементы:
- Кварцевая пластина с нанесенными электродами
- Держатель пластины
- Корпус (металлический или керамический)
- Выводы для подключения
Для повышения стабильности и защиты от внешних воздействий применяются следующие технологии:
- Вакуумная или газовая герметизация корпуса
- Термостатирование
- Амортизация кварцевой пластины
- Специальные покрытия электродов
Методы измерения параметров кварцевых резонаторов
Основными методами измерения характеристик кварцевых резонаторов являются:
- Метод π-образного эквивалентного контура — позволяет определить резонансную частоту и динамические параметры.
- Метод активного π-образного контура — используется для измерения параметров высокочастотных резонаторов.
- Метод последовательного резонанса — применяется для определения резонансной частоты и добротности.
- Метод сравнения частот — позволяет измерить температурный коэффициент частоты.
Тенденции развития технологии кварцевых резонаторов
Основные направления совершенствования кварцевых резонаторов включают:
- Повышение рабочих частот (до единиц ГГц)
- Миниатюризация конструкции
- Улучшение температурной стабильности
- Снижение энергопотребления
- Повышение устойчивости к механическим воздействиям
- Разработка новых типов срезов кристалла
- Применение новых материалов (например, лангасит)
Сравнение кварцевых резонаторов с альтернативными технологиями
Кварцевые резонаторы имеют как преимущества, так и недостатки по сравнению с альтернативными технологиями:
Керамические резонаторы
Преимущества кварцевых резонаторов:
- Более высокая стабильность частоты
- Меньшие габариты на низких частотах
Недостатки:
- Более высокая стоимость
- Меньший диапазон рабочих температур
МЭМС-резонаторы
Преимущества кварцевых резонаторов:
- Более высокая добротность
- Лучшая температурная стабильность
Недостатки:
- Больший размер на высоких частотах
- Сложность интеграции в микросхемы
Особенности применения кварцевых резонаторов в различных устройствах
При использовании кварцевых резонаторов в электронных устройствах необходимо учитывать следующие факторы:
- Выбор оптимального типа среза в зависимости от требуемых характеристик
- Обеспечение требуемой нагрузочной емкости для точной настройки частоты
- Минимизация паразитных емкостей в схеме включения
- Защита от механических воздействий и электромагнитных помех
- Учет температурного дрейфа частоты
- Ограничение мощности возбуждения для предотвращения перегрева
Правильный учет этих особенностей позволяет максимально реализовать потенциал кварцевых резонаторов и обеспечить стабильную работу устройств в различных условиях эксплуатации.
Пьезоэлектрические резонаторы. Справочник » Vtome.ru
Название: Пьезоэлектрические резонаторы. Справочник
Автор: Кандыба П.Е., Поздняков П.Г.(ред.)
Издательство: М.: Радио и связь
Год: 1992
Страниц: 392
ISBN: 5-256-00634-7
Формат: DJVU
Размер: 16.5 Мб
Язык: русский
Приведены сведения о назначении, устройстве и принципе действия пьезоэлектрических резонаторов, их конструктивных, электрических и эксплуатационных характеристиках, дана их классификация.
Для инженерно-технических работников.
Содержание
Предисловие
Введение
Термины и определения, сокращения, условные обозначения параметров
Пьезоэффект. Пьезопреобразователи и резонаторы
Пьезоэлектрический резонатор как элемент электрической цепи
Классификация, унификация и стандартизация резонаторов
Внешние воздействия и их влияние на параметры резонаторов
Устройство и конструкция резонаторов
Производство резонаторов
Пьезокерамические резонаторы
Резонаторы изгибных колебаний
Резонаторы крутильных колебаний
Резонаторы сдвиговых колебаний
Резонаторы контурно-сдвиговых колебаний ДТ и ТЦ
Резонаторы косого сгиба АП и БП
Резонаторы толщинно-сдвиговых колебаний АТ
Резонаторы толщинно-сдвиговых колебаний БТ
Высокочастотные резонаторы двухповоротных срезов
Прецизионные резонаторы
Микрорезонаторы
Бескорпусные резонаторы
Кварцевые резонаторы с селекцией мод для пьезоэлектрических устройств
Резонаторы из «сильных» пьезоэлектриков-кристаллов
Воздействие уровня возбуждения
Измерение параметров пьезоэлектрических резонаторов
Применение резонаторов в генераторах
Пьезоэлектронные устройства
Резонаторы-термостаты и пьезоэлектронные устройства на их основе
Скачать Пьезоэлектрические резонаторы.
Справочник
НЕ РАБОТАЕТTURBOBIT.NET? ЕСТЬ РЕШЕНИЕ, ЖМИ СЮДА!
Внимание
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Пьезоэлектрические приборы
- Файлы
- Академическая и специальная литература
- Электронная компонентная база (ЭКБ)
- Пьезоэлектрические приборы
- формат djvu
- размер 3,21 МБ
- добавлен 12 декабря 2015 г.
Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1981.- 232 с. с ил. Рассматриваются современная технология изготовления кварцевых резонаторов, методы расчета кристаллических элементов, описываются оборудование и аппаратура, применяемые в пьезокварцевом производстве. Второе издание книги вышло в 1969 г.
- формат pdf
- размер 56,51 МБ
- добавлен 1 апреля 2015 г.
Авторы: Гуськов А.М., Коровайцева Е.А., Пановко Г.Я., Шохин А.Е. Ижевск: Ижевский институт компьютерных исследований, 2014 — 202 c. Монография посвящена вопросам взаимодействия и взаимовлияния электрических цепей и механических элементов (пьезоэлектрических преобразователей) кварцевых генераторов при внешних вибрационных воздействиях и монотонно изменяющихся ускорений. Рассматриваются влияние на стабильность частоты и добротность системы различны…
Справочник
- формат djvu
- размер 4,22 МБ
- добавлен
01 мая 2012 г.
Справочник. — Москва: Радио и связь, 1992. — 392 с. Приведены сведения о назначении, устройстве и принципе действия пьезоэлектрических резонаторов, их конструктивных и эксплуатационных характеристиках, дана их классификация. Рассмотрено влияние различных внешних механических, климатических и иных воздействий на характеристики пьезорезонаторов, а также конструктивных и технологических факторов. Кроме кварцевых резонаторов, описаны резонаторы из др…
- формат pdf
- размер 53,06 МБ
- добавлен 12 декабря 2013 г.
Москва: Энергия, 1975. — 112 с. В книге описаны конструкции пьезоэлектрических трансформаторов тока и напряжения. Приведены электрические характеристики, дана методика инженерного расчета. Рассмотрены вопросы технологии изготовления, а также возможные области применения.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся радиоэлектронной аппаратурой. Электромеханические эффекты в диэлектриках. Общая классификация пьезоэлектричес…
Справочник
- формат djvu
- размер 3,83 МБ
- добавлен 12 декабря 2015 г.
Справочник по кварцевым резонаторам/ Андросова В.Г., Банков В.Н., Дикиджи А.Н. и др.; Под ред. П.Г. Позднякова.- М.: Связь, 1978.-288 с. с ил. Приводятся сведения о назначении, устройстве и принципе действия кварцевых резонаторов, их электрических и эксплуатационных характеристиках, классификации. Описываются типы и конструкции отечественных резонаторов. Рассматриваются влияния конструктивных и технологических факторов на параметры резонаторов. Д…
Справочник
- формат pdf
- размер 15. 5 МБ
- добавлен 09 февраля 2014 г.
5 МБМ.: «Связь», 1978, 288 с. Приводятся сведения о назначении, устройстве и принципе действия кварцевых резонаторов, их электрических и эксплуатационных характеристиках, классификации Описываются типы и конструкции отечественных резонаторов Рассматриваются влияния конструктивных и технологических факторов на параметры резонаторов Даются сведения о методах испытаний резонаторов и измерения их параметров. Справочник предназначен для инженерно-техничес…
- формат pdf
- размер 49,92 МБ
- добавлен 28 января 2014 г.
Москва, Издательство «Энергия», 1970, 488 с. В книге излагаются физические свойства кристаллов кварца, вопросы теории пьезоэлектрических кварцевых резонаторов. Книга рассчитана на широкий круг научных работников, инженеров, преподавателей ВУЗов и студентов.
- формат djvu
- размер 7.7 МБ
- добавлен 16 марта 2010 г.
Излагаются основные вопросы, связанные с высокостабильными кварцевыми автогенераторами на полупроводниковых приборах (биполярных, полевых транзисторах, туннельных диодах). Рассматриваются свойства кварца и основные параметры кварцевых резонаторов из природного и синтетического сырья применительно к условиям, обеспечивающим получение наиболее высокой стабильности частоты. Разработана теория генерирования, позволяющая рассчитать зависимость частоты…
кристаллических единиц | Murata Manufacturing Co., Ltd.
- ДОМ
- Электронные компоненты
- Устройства синхронизации (кристаллический блок / керамический резонатор)
- Кристаллические юниты
Блоки Crystal могут генерировать тактовые сигналы, которые необходимы для работы интегральных схем и БИС, обеспечивая высокую стабильность, производительность без регулировки и миниатюризацию.
В настоящее время кристаллические блоки находят широкий спектр применений, таких как спутники связи, устройства мобильной связи, автомобильная электроника, телевизоры, персональные компьютеры и домашние информационные устройства, такие как DVD-оборудование.
Поиск продукта
Поиск по номеру детали
Введите номер детали в текстовое поле и нажмите кнопку «Поиск» для поиска.
«Начиная с…»
«Включая…»
Как использовать подстановочные знакиКак использовать подстановочные знаки
・В качестве подстановочных знаков можно использовать звездочку (*) и вопросительный знак (?). Когда звездочка (*) введена в строку символов, где часть искомого номера детали неизвестна, продукты можно искать как условие, задающее любую строку символов.
Знак вопроса (?) может использоваться в качестве условия, определяющего любую строку символов.
Ассортимент продукции
Это наша линейка кристаллических блоков для автомобилей. Здесь вы можете просмотреть обзор спецификаций для каждого размера и частоты.
Поиск по применению и функции (Блок-схема для автомобилей)
Это наша линейка кристаллических блоков для бытовых и промышленных нужд. Здесь вы можете просмотреть обзор спецификаций для каждого размера и частоты.
Поиск по применению и функции (Блок-схема для потребителя)
Murata обеспечивает поддержку эталонного проектирования кварцевых блоков, используемых со следующими производителями ИС, керамических конденсаторов, индукторов (катушек) и балунов.
Nordic Semiconductor
Dialog Semiconductor
Qualcomm
Технический справочник
См. необходимую информацию по эксплуатации наших продуктов.
Преимущества кристаллов Мураты Здесь мы описываем преимущества кварцевых блоков Murata.
Здесь вы можете просмотреть пять семинаров по оценке цепей.
Уведомление о пайке и монтажеМеры предосторожности при использовании кристаллов
Примечание по применению (согласовано с IC Maker)Перечисленные здесь продукты одобрены производителями микросхем.
IC Matching Service InformationОписание IC – Средство согласования и проектирования устройств синхронизации.
Часто задаваемые вопросыЧасто задаваемые вопросы о блоках Crystal
Поддержка приложений
Преимущества Crystal Units для каждого приложения и выбор продуктов, сопутствующие документы.
Информация о снятых с производства продуктах
См. список продуктов, выпуск которых снят с производства, выпуск которых планируется прекратить, или NRND.
Документы
My Murata Exclusive Content
Также предоставляется информация о продуктах, которые скоро будут сняты или уже сняты с производства.
Вам необходимо создать учетную запись с адресом электронной почты вашей компании, войти в систему, запросить доступ к каждому сайту и получить членство.
Каталог в формате PDF
Каталоги в формате PDF для кристаллических блоков доступны по следующим ссылкам:
Кристаллические блоки для бытовой серии XRCGB (PDF: 0,2 МБ)
- ОБНОВЛЕНИЕ
- 01.06.2022
Скачать
Кристаллические кристаллы для автомобильной серии XRCGB-F-A (PDF: 0,6 МБ)
- ОБНОВЛЕНИЕ
- 04.03.2015
Скачать
Модельный ряд устройств синхронизации (PDF: 0,5 МБ)
- ОБНОВЛЕНИЕ
- 01. 06.2022
06.2022Скачать
Информация об услугах согласования микросхем устройств синхронизации (PDF: 0,6 МБ)
- ОБНОВЛЕНИЕ
- 27.02.2017
Скачать
Ссылки по теме
Запросы
- Свяжитесь с нами
- Образцы запроса (форма)
- Запрос котировки
- Запросить техническую поддержку
Избегайте контрафактной продукции
Новости о продуктах
- ДОМ
- Электронные компоненты
- Устройства синхронизации (кристаллический блок / керамический резонатор)
- Кристаллические юниты
НАВЕРХ страницы
Кварцевый датчик давления | Датчик давления ChampionX
Quartzdyne представляет собой кварцевый резонатор, частота которого изменяется в зависимости от давления.
Конструкция представляет собой толстостенный полый цилиндр с закрытыми торцами. Дисковый резонатор с режимом сдвига по толщине разделяет центральную часть полого цилиндра. Давление жидкости снаружи гидростатически сжимает кварцевый цилиндр, создавая внутреннее сжимающее напряжение в резонаторе. Частота вибрации датчика изменяется в ответ на это напряжение.
Датчик изготовлен из кристаллического кварца, который по своей природе является пьезоэлектрическим. Кварцевые резонаторы используют обратный пьезоэлектрический эффект, чтобы заставить резонатор вибрировать на его механической резонансной частоте, когда к его электродам приложены электрические поля. Цепь генератора обеспечивает питание и позволяет измерять частоту. Поскольку частоту (и обратное ей время) можно измерить с большей точностью, чем любой другой параметр, частотный выход датчика обеспечивает измерение давления с высоким разрешением. Кварц — это идеально эластичный материал, обеспечивающий стабильность и воспроизводимость датчика.
Кварцевый резонатор имеет высокую добротность, что означает, что его вибрацию можно вызвать с очень небольшой электрической мощностью. Это обеспечивает длительный срок службы в устройствах с батарейным питанием.
Связаться со специалистом
Трехкристальный преобразователь в сборе
«Преобразователь» — это весь узел, необходимый для получения частотных или цифровых выходных сигналов. Каждый датчик Quartzdyne основан на трех кварцевых резонаторах с режимом сдвига по толщине: датчике давления, датчике температуры и эталонном кристалле.
Кварцевый датчик давления меняет частоту в ответ на изменения давления. Поскольку кварцевый кристалл также демонстрирует небольшое изменение частоты в зависимости от температуры, для обеспечения цифровой температурной компенсации используется кварцевый датчик температуры. Мы используем кварцевый датчик температуры, потому что он обеспечивает стабильность, ударопрочность и высокое разрешение при низком энергопотреблении.
Кварцевый датчик давления меняет частоту в ответ на изменения давления. Поскольку кварцевый кристалл также демонстрирует небольшое изменение частоты в зависимости от температуры, для обеспечения цифровой температурной компенсации используется кварцевый датчик температуры. Мы используем кварцевый датчик температуры, потому что он обеспечивает стабильность, ударопрочность и высокое разрешение при низком энергопотреблении.
Эталонный кристалл представляет собой кристалл огранки SC, обнаруженный соучредителем Quartzdyne доктором Эрролом П. ЭрНиссом. (Кварцевый кристалл SC-cut является предпочтительным для использования в прецизионных лабораторных счетчиках частоты.) Выходной сигнал эталонного кристалла смешивается с сигналами давления и температуры, чтобы уменьшить их частоты от диапазона МГц до диапазона кГц. (Это упрощает требования к подсчету частоты.) При комнатной температуре и давлении частоты кристаллов давления, температуры и эталонного кристалла составляют примерно 7,22 МГц, 7,15 МГц и 7,20 МГц соответственно, что обеспечивает выходные данные давления и температуры 20 кГц и 50 кГц.
