സിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ സംഗ്രഹം

ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ എന്നത് ഒരു നിശ്ചിത അസിമുത്ത് ആംഗിൾ, ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ റെസൊണേറ്റർ, ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ എന്നിവ പ്രകാരം ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിൽ നിന്ന് മുറിച്ച വേഫറിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു;പാക്കേജിനുള്ളിൽ ഐസി ചേർത്ത ക്രിസ്റ്റൽ മൂലകത്തെ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ഇതിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സാധാരണയായി മെറ്റൽ കെയ്സുകളിൽ പാക്കേജുചെയ്തിരിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല ഗ്ലാസ് കെയ്സുകൾ, സെറാമിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവയിലും.

ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച ഒരു അനുരണന ഉപകരണമാണ് ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ.ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടന ഏകദേശം ഇപ്രകാരമാണ്: ഒരു നിശ്ചിത അസിമുത്ത് സ്ലൈസ് അനുസരിച്ച് ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിൽ നിന്ന്, ഇലക്ട്രോഡുകളായി അതിന്റെ രണ്ട് അനുബന്ധ പ്രതലങ്ങളിൽ വെള്ളി പാളി കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ്, ഓരോ ഇലക്ട്രോഡിലും ഒരു ലെഡ് വയർ വെൽഡ് ചെയ്ത്, പാക്കേജ് ഷെല്ലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ റെസൊണേറ്റർ, ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ ക്രിസ്റ്റൽ, ക്രിസ്റ്റൽ വൈബ്രേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു.ഇതിന്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സാധാരണയായി മെറ്റൽ കെയ്സുകളിൽ പാക്കേജുചെയ്തിരിക്കുന്നു, മാത്രമല്ല ഗ്ലാസ് കെയ്സുകൾ, സെറാമിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവയിലും.

ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം പ്രയോഗിച്ചാൽ, ചിപ്പ് യാന്ത്രികമായി രൂപഭേദം വരുത്തുന്നു.നേരെമറിച്ച്, ചിപ്പിന്റെ ഇരുവശത്തും മെക്കാനിക്കൽ മർദ്ദം പ്രയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ചിപ്പിന്റെ അനുബന്ധ ദിശയിൽ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും.ഈ ശാരീരിക പ്രതിഭാസത്തെ പീസോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ചിപ്പിന്റെ രണ്ട് ധ്രുവങ്ങളിൽ ഒന്നിടവിട്ട വോൾട്ടേജുകൾ പ്രയോഗിച്ചാൽ, ചിപ്പ് മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷനുകൾ സൃഷ്ടിക്കും, അത് ഒന്നിടവിട്ട വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കും.

പൊതുവേ, ചിപ്പിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷന്റെ വ്യാപ്തിയും ഇതര വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയും വളരെ ചെറുതാണ്, എന്നാൽ പ്രയോഗിച്ച ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് വോൾട്ടേജിന്റെ ആവൃത്തി ഒരു പ്രത്യേക മൂല്യമാകുമ്പോൾ, ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, മറ്റ് ആവൃത്തികളേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്. , ഈ പ്രതിഭാസത്തെ പീസോ ഇലക്ട്രിക് റെസൊണൻസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് LC സർക്യൂട്ടിന്റെ അനുരണനവുമായി വളരെ സാമ്യമുള്ളതാണ്.അതിന്റെ അനുരണന ആവൃത്തി ചിപ്പിന്റെ കട്ടിംഗ് മോഡ്, ജ്യാമിതി, വലിപ്പം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ക്രിസ്റ്റൽ വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യാത്തപ്പോൾ, അതിനെ ഇലക്‌ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് കപ്പാസിറ്റൻസ് സി എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഒരു ഫ്ലാറ്റ് കപ്പാസിറ്ററായി കണക്കാക്കാം, അതിന്റെ വലുപ്പം ചിപ്പിന്റെ ജ്യാമിതീയ വലുപ്പവും ഇലക്‌ട്രോഡിന്റെ വിസ്തൃതിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, സാധാരണയായി കുറച്ച് ചർമ്മ രീതി മുതൽ ഡസൻ കണക്കിന് ചർമ്മ രീതി വരെ. .ക്രിസ്റ്റൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുമ്പോൾ, മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷന്റെ നിഷ്ക്രിയത്വം ഇൻഡക്റ്റൻസ് L ന് തുല്യമാണ്. സാധാരണയായി, L മൂല്യങ്ങൾ പതിനായിരക്കണക്കിന് ഡിഗ്രികൾ വരെയാണ്.ചിപ്പിന്റെ ഇലാസ്തികത കപ്പാസിറ്റൻസ് സിക്ക് തുല്യമായിരിക്കും, ഇത് വളരെ ചെറുതാണ്, സാധാരണയായി 0.0002 ~ 0.1 പിക്കോഗ്രാം മാത്രം.വേഫർ വൈബ്രേഷൻ സമയത്ത് ഘർഷണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടം R ന് തുല്യമാണ്, അതിന്റെ മൂല്യം ഏകദേശം 100 ohms ആണ്.ചിപ്പിന്റെ തത്തുല്യമായ ഇൻഡക്‌ടൻസ് വളരെ വലുതാണ്, സി വളരെ ചെറുതാണ്, R-ഉം ചെറുതാണ്, അതിനാൽ സർക്യൂട്ടിന്റെ ഗുണനിലവാര ഘടകം Q വളരെ വലുതാണ്, 1000 ~ 10000 വരെ. കൂടാതെ, ചിപ്പിന്റെ തന്നെ അനുരണന ആവൃത്തി അടിസ്ഥാനപരമായി ചിപ്പിന്റെ കട്ടിംഗ് മോഡ്, ജ്യാമിതി, വലിപ്പം എന്നിവയുമായി മാത്രമേ ബന്ധപ്പെട്ടിട്ടുള്ളൂ, അത് കൃത്യമായി ചെയ്യാൻ കഴിയും, അതിനാൽ ക്വാർട്സ് റെസൊണേറ്ററുകൾ അടങ്ങിയ ഓസിലേറ്റർ സർക്യൂട്ട് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത കൈവരിക്കും.

കമ്പ്യൂട്ടറുകൾക്ക് ഒരു ടൈമിംഗ് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ട്, ഈ ഉപകരണങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കാൻ "ക്ലോക്ക്" എന്ന പദം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ടെങ്കിലും, അവ യഥാർത്ഥത്തിൽ സാധാരണ അർത്ഥത്തിൽ ക്ലോക്കുകളല്ല.അവയെ ടൈമറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നതാണ് നല്ലത്.ഒരു കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ ടൈമർ സാധാരണയായി കൃത്യമായി മെഷീൻ ചെയ്‌ത ക്വാർട്‌സ് ക്രിസ്റ്റലാണ്, അത് ക്രിസ്റ്റൽ തന്നെ എങ്ങനെ മുറിക്കപ്പെടുന്നു, എത്ര പിരിമുറുക്കത്തിന് വിധേയമാകുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ആവൃത്തിയിൽ അതിന്റെ ടെൻഷൻ പരിധിക്കുള്ളിൽ ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു.ഓരോ ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട രണ്ട് രജിസ്റ്ററുകൾ ഉണ്ട്, ഒരു കൗണ്ടറും ഒരു ഹോൾഡ് രജിസ്റ്ററും.ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഓരോ ആന്ദോളനവും കൌണ്ടറിനെ ഒന്നായി കുറയ്ക്കുന്നു.കൌണ്ടർ 0 ആയി കുറയുമ്പോൾ, ഒരു തടസ്സം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയും ഹോൾഡ് രജിസ്റ്ററിൽ നിന്ന് പ്രാരംഭ മൂല്യം കൌണ്ടർ വീണ്ടും ലോഡുചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.ഈ സമീപനം ഒരു സെക്കൻഡിൽ 60 തടസ്സങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് (അല്ലെങ്കിൽ മറ്റേതെങ്കിലും ആവശ്യമുള്ള ആവൃത്തിയിൽ) ഒരു ടൈമർ പ്രോഗ്രാം ചെയ്യുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു.ഓരോ തടസ്സത്തെയും ക്ലോക്ക് ടിക്ക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രിക്കൽ പദങ്ങളിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ ഒരു കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും ഒരു റെസിസ്റ്ററിന്റെയും സമാന്തരമായ ഒരു രണ്ട് ടെർമിനൽ നെറ്റ്‌വർക്കിനും സീരീസിലെ ഒരു കപ്പാസിറ്ററിനും തുല്യമായിരിക്കും.ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ, ഈ നെറ്റ്‌വർക്കിന് രണ്ട് അനുരണന പോയിന്റുകൾ ഉണ്ട്, അവ ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ ആവൃത്തികളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.താഴ്ന്ന ആവൃത്തി പരമ്പര അനുരണനവും ഉയർന്ന ആവൃത്തി സമാന്തര അനുരണനവുമാണ്.ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പ്രത്യേകതകൾ കാരണം, രണ്ട് ആവൃത്തികൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം വളരെ അടുത്താണ്.വളരെ ഇടുങ്ങിയ ഈ ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണിയിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ ഒരു ഇൻഡക്റ്ററിന് തുല്യമാണ്, അതിനാൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങൾ ഉചിതമായ കപ്പാസിറ്ററുകളുമായി സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നിടത്തോളം, അത് ഒരു സമാന്തര അനുരണന സർക്യൂട്ട് രൂപപ്പെടുത്തും.ഈ സമാന്തര അനുരണന സർക്യൂട്ട് ഒരു നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് സർക്യൂട്ടിലേക്ക് ചേർത്ത് ഒരു sinusoidal oscillation സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കാം.ഇൻഡക്റ്റൻസിനു തുല്യമായ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണി വളരെ ഇടുങ്ങിയതായതിനാൽ, മറ്റ് ഘടകങ്ങളുടെ പാരാമീറ്ററുകൾ വളരെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടാലും ഈ ഓസിലേറ്ററിന്റെ ആവൃത്തിയിൽ വലിയ മാറ്റമുണ്ടാകില്ല.

ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന് ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്റർ ഉണ്ട്, അതായത് ലോഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് മൂല്യം, ലോഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് മൂല്യത്തിന് തുല്യമായ സമാന്തര കപ്പാസിറ്റൻസ് തിരഞ്ഞെടുക്കുക, ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ നാമമാത്രമായ അനുരണന ആവൃത്തി ലഭിക്കും.ജനറൽ വൈബ്രേഷൻ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേഷൻ സർക്യൂട്ട് ക്രിസ്റ്റലുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഇൻവെർട്ടിംഗ് ആംപ്ലിഫയറിന്റെ എതിർ അറ്റത്താണ്, രണ്ട് കപ്പാസിറ്റൻസ് ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ അറ്റങ്ങൾ സ്വീകരിക്കുന്നു, യഥാക്രമം ഓരോ കപ്പാസിറ്റൻസും സ്വീകരിക്കുന്നതിന്റെ മറുവശത്ത്, സീരീസ് മൂല്യത്തിലുള്ള രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ ശേഷി തുല്യമായിരിക്കണം. ലോഡ് കപ്പാസിറ്റൻസിൽ, പൊതു ഐസി പിന്നുകൾക്ക് തത്തുല്യമായ ഇൻപുട്ട് കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ടെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക, ഇത് അവഗണിക്കാൻ കഴിയില്ല.സാധാരണയായി, ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ ലോഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് 15 അല്ലെങ്കിൽ 12.5 ചർമ്മമാണ്.ഘടക പിന്നുകളുടെ തത്തുല്യമായ ഇൻപുട്ട് കപ്പാസിറ്റൻസ് പരിഗണിക്കുകയാണെങ്കിൽ, രണ്ട് 22 സ്‌കിൻ കപ്പാസിറ്ററുകൾ അടങ്ങിയ ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററിന്റെ ഓസിലേഷൻ സർക്യൂട്ട് മികച്ച തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.