Ir dažādi rezonatori, kurus izmanto ļoti daudziem lietojumiem elektronikas jomā. Šajā rezonatoru sarakstā divi galvenokārt izmantotie materiāli ir kvarca kristāls un keramika (keramikas rezonatora izgatavošana). Kvarca kristāls tiek izmantots kristāla oscilatorā, un keramikas tiek izmantots keramikas rezonatorā. Abiem ir viens un tas pats mērķis radīt svārstību frekvenci, vibrējot, kad viņiem tiek piešķirts ieejas spriegums. Bet arī viņiem abiem ir dažas atšķirības, kas tos atšķir, un tāpēc viņiem ir dažādas lietojumprogrammas.
Kas ir kristāla oscilators?
Oscilators ir shēma, kas ģenerē frekvenci ar palīdzību noregulē ķēdes & kas ģenerēts biežums ir pazīstams kā svārstošu frekvenci. Līdzīgi kristāla oscilators ir elektroniska shēma vai ierīce, ko izmanto, lai noregulētas shēmas vietā radītu stabilu frekvenci ar kristāla palīdzību. Kristāls, vibrējot, darbojas kā rezonators un rezultātā rada svārstīgu frekvenci. Rezonatora ķēde izmanto kristālu, lai radītu svārstības, kas noveda pie nosaukuma kā Kristāla oscilators. Kristāla oscilatora simbols un ķēde ir parādīta zemāk:
Uzziniet vairāk par kvarca kristālu un kristāla oscilatoru šeit.
Kas ir keramikas rezonators?
Līdzīgi kā kristāla oscilatoram, arī keramikas rezonators ir elektroniska shēma vai ierīce, ko izmanto, lai ar keramikas palīdzību kā rezonējošu pjezoelektrisku materiālu ģenerētu svārstību frekvences izvadi. Materiālam var būt divi vai vairāki elektrodi, kas, savienojot tos ar oscilatora ķēdi, iegūst mehānisku vibrāciju un rezultātā tiek ģenerēts noteiktas frekvences oscilējošs signāls. Resonatora ķēde ir līdzīga kristāla oscilatora ķēdei, un tā ir parādīta zemāk:
Kad rezonators darbojas, mehāniskās vibrācijas rada svārstīgu spriegumu pjezoelektriskā materiāla, ti, keramikas dēļ, un pēc tam svārstību spriegums tiek pievienots elektrodiem kā izeja. Apgrieztais jēdziens tiek izmantots apgrieztā pjezoelektriskā efekta gadījumā.
Kristāla oscilators pret rezonatoru
Lai gan viņiem abiem ir tāda pati darba procedūra un ģenerē frekvences svārstības kā izejai, tiem ir dažas atšķirības īpašībās, kuru dēļ oscilators daudzos gadījumos ir nomainījis rezonatoru, kas ir:
- Frekvenču diapazons - kristāla oscilatoram ir daudz augsts Q koeficients nekā keramikas rezonatoram, kura dēļ kristāla oscilatora frekvenču diapazons ir no 10 kHz līdz 100 MHz, savukārt keramiskā rezonatora frekvenču diapazons svārstās no 190 kHz līdz 50 MHz
- Izeja - kristāla oscilators nodrošina augstas stabilitātes frekvences izvadi, un keramikas rezonators nodrošina arī stabilitātes izeju, kas nav tik laba, salīdzinot ar kristāla oscilatoru. Runājot par izejas frekvences precizitāti, kristāla oscilators nodrošina daudz precīzāku izvadi nekā keramikas rezonators, kura parametri, piemēram, temperatūra, ir jutīgs elements. Oscilatora precizitāte ir 10ppm-1000ppm, savukārt rezonatoram ir 0,1% - 1%.
- Efekts parametru dēļ - keramikas rezonatoram keramikas materiāla biezums noteiks izejas rezonanses frekvenci, savukārt kristāla oscilatoriem rezonanses frekvences izeja ir atkarīga no materiāla skaņas lieluma, formas, elastības un ātruma. Kristāla oscilatoram ir ļoti zema atkarība no temperatūras, ti, tie ir ļoti stabili pat mainoties temperatūrai, un keramikas rezonatoram ir nedaudz lielāka atkarība no temperatūras nekā kristāla oscilatoram. Kvarca kristāla oscilatoram izejas raksturlielumi ir atkarīgi no vibrācijas režīma un leņķa, kādā kristāls tiek sagriezts, savukārt rezonatorā galvenokārt ir svarīgs biezums.
- Pielaide un jutība - kristāla oscilatoram ir mazāka tolerance pret triecieniem un vibrācijām, savukārt keramikas rezonatoram ir salīdzinoši augsta tolerance. Kristāla oscilatoram ir zema ESD (elektrostatiskās izlādes) pielaide, savukārt keramikas rezonatoram ir augsta ESD pielaide. Oscilatori ir jutīgāki nekā rezonatori, jutīgumu var salīdzināt radiācijas ziņā. Kvarca frekvences pielaide ir 0,001%, bet PZT - 0,5%.
- Kondensatora atkarība - rezonatoriem var būt iekšēji kondensatori vai dažreiz vajadzīgi ārējie, savukārt oscilatoram ir nepieciešami ārējie kondensatori, un to vērtība ir atkarīga no tā, ar kuru kristālu paredzēts strādāt.
- Izmantotais materiāls - kristāla oscilatoru veido kvarca kā pjezoelektriskā rezonatora materiāls, savukārt keramikas rezonatorus izgatavo no svina cirkonija titanāta (PZT), kas ir pazīstams kā augstas stabilitātes pjezoelektriskais keramikas materiāls. Kristāla oscilatoru ir grūti izgatavot, savukārt keramisko rezonatoru ir viegli izgatavot.
- Pielietojums - Keramiskos rezonatorus izmanto mikroprocesoru lietojumos, kur frekvences stabilitātei nav nozīmes, savukārt kristāla oscilatoru var atrast no visa, sākot no televizoriem līdz bērnu rotaļlietām, kurās ir elektriskas sastāvdaļas. Rezonatori ir piemēroti zema ātruma seriālā porta sakariem, savukārt kristāla oscilatoriem ir pieejamas frekvences, kas atbalsta arī ātrdarbīgus seriālos sakarus. Rezonatoriem nav frekvenču, kas paredzētas ātrgaitas seriālā porta sakariem. Runājot par pulksteni balstītām lietojumprogrammām, rezonatori nav ļoti piemēroti reāllaika pulkstenim / pulksteņa / sienas pulkstenim, savukārt oscilatori var būt piemēroti laika kontrolei / RTC / sienas pulkstenim, ja tas ir noregulēts ar mainīgu kondensatoru, sagaidiet dažu minūšu dreifu gadā, ja nē noskaņots.