صفحه اصلي | فهرست مقالات | مطالب جديد | خبرنامه | نقشه سايت | طراحي وب | نسخه جديد سايت | جستجو | نسخه جديد سايت | پرسش و پاسخ

 
بخش ها
  • معرفي ماشين آلات صنعتي بازديد : 703


  • معرفي ماشين سازان بازديد : 638


  • شبكه هاي هوشمند توزيع برق Smart Grid & MicroGrid بازديد : 741


  • انرژي هاي تجديدپذير (نو ) بازديد : 737

  • آب - خورشید - باد - ژئوترمال - بایومس - پیل سوختی و ...
  • دعوت به همكاري بازديد : 694


  • مزايده و مناقصه بازديد : 595


  • عضويت در خبرنامه بازديد : 462

  • با عضویت در خبرنامه آخرین مطالب سایت را دریافت کنید
  • لينك هاي منتخب بازديد : 931


  • لينك هاي مفيد بازديد : 2893


  • سايت هاي مرتبط

  • هك رشد هكر رشد استارتاپ ها


  • فيلدباس و اتوماسيون

  • شبكه فيزيك هوپا

  • كارگاه هواشناسي

  • مهندسي برق

  • مجله در مورد سنسورها

  • www.control.com

  • temperatures.com

  • فهرست وب سايت هاي ايراني



  • اسيلاتور كريستالي

    اسيلاتور كريستالي

    یک اسیلاتور کریستالی مداری الکترونیکی است که از رزونانس مکانیکی یک کریستال در حال لرزش پیزوالکتریکی بهره می برد تا سیگنال الکتریکی با فرکانس بسیار دقیقی بوجود آورد. این فرکانس معمولا برای داشتن حسی از زمان (مانند در ساعت های مچی کوارتز) استفاده می شود تا سیگنال ساعتی پایدار برای مدارت مجتمع دیجیتال فراهم کند و نیز فرکانس ها را در فرستنده های رادیویی پایدار (Stable) کند


    اسيلاتور كريستالي

    يك اسيلاتور كريستالي مداري الكترونيكي است كه از رزونانس مكانيكي يك كريستال در حال لرزش پيزوالكتريكي بهره مي برد تا سيگنال الكتريكي با فركانس بسيار دقيقي بوجود آورد. اين فركانس معمولا براي داشتن حسي از زمان (مانند در ساعت هاي مچي كوارتز) استفاده مي شود تا سيگنال ساعتي پايدار براي مدارت مجتمع ديجيتال فراهم كند و نيز فركانس ها را در فرستنده هاي راديويي پايدار (Stable) كند.
    استفاده از تقويت كننده و فيدبك فرم دقيقي از يك اسيلاتور الكترونيكي است. به كريستال استفاده شده در آن برخي مواقع "كريستال زمان سنجي (
    timing crystal)" گفته مي شود. در دياگرام هاي شماتيكي، گاهي كريستال را با XTAL نمايش مي دهند.

     
    فهرست
    -
    كريستال هاي براي اهداف زمان سنجي
    - كريستال ها و فركانس

    - رزونانس سري يا موازي
    - فركانس هاي ساختگيSpurious frequencies
    - يادداشت


    كريستال هاي براي اهداف زمان سنجي

    CrystalOsc01

    يك كريستال 4MHz كوچك كوارتز كه داخل پكيج هم اندازه ي خود (HC-49/US) واقع شده است

      يك كريستال جامدي است كه در آن اجزاي تشكيل دهنده، اتم ها، مولكول ها، يا يون ها در يك ترتيب منظمي بسته بندي شده اند و الگوي تكراري خود را در هر سه بعد فضايي گسترش مي دهند.

    تقريبا هر چيزي كه از مواد الاستيك ساخته شده مي تواند مانند كريستال مورد استفاده قرار گيرد، با ترنسديوسرهاي (مبدل ها) متناسب، زيرا تمامي اجسام داراي فركانس رزونانس طبيعي لرزش هستند. براي مثال، فولاد الستيسيته بالايي دارد و سرعت صوت در آن بالاست. اين اغلب در فيلترهاي مكانيكي، قبل از كوارتز، استفاده مي شد. فركانس رزونانس به اندازه، شكل، الاستيسيته و سرعت صوت در آن ماده بستگي دارد. كريستال هاي فركانس بالا معمولا به شكل صفحه مستطيلي ساده اي بريده مي شوند. كريستال هاي فركانس پايين، مثل آن هايي كه در ساعت هاي ديجيتالي استفاده مي شود، به شكل يك دياپازون (tuning fork) بريده مي شوند. براي كاربردهايي كه زمان سنجي بسيار دقيقي نمي خواهند از يك رزونانس كننده سراميكي ارزان به جاي كريستال كوارتز استفاده مي شود.

     وقتي كه يك كريستال كوارتز به طور صحيح بريده و سوار شد، مي توانيم با قرار دادن آن در يك ميدان الكتريكي (اعمال ولتاژ به الكترودي نزديك يا روي كريستال) باعث خم شدن آن شويم. اين ويژگي به نام پيزوالكتريك بودن (piezoelectricity) معروف است. وقتي ميدان برداشته شود، كوارتز با بازگشت به شكل اوليه اش يك ميدان الكتريكي توليد مي كند كه اين مي تواند يك ولتاژ توليد كند. اين رفتار كريستال كوارتز شبيه مداري متشكل از يك سلف، خازن و مقاومت (RLC Circuit) با فركانس رزونانسي دقيق است.
     
    كوارتز مزيت ديگري نيز دارد و آن كم بودن تغييرات اندازه آن با تغييرات دما است. لذا فركانس رزونانس صفحه ي مان كه به اندازه ي آن وابسته است، تغيير چنداني نمي كند. اين يعني كه ساعت كوارتز، فيلتر يا اسيلاتر دقيق خواهد ماند. براي كاربردهاي حساس اسيلاتور كوارتز در ظرفي كه دماي آن كنترل شده است (به نام اجاق كريستال crystal oven) سوار مي شود، و همچنين مي تواند روي جذب كننده هاي ضربه shock absorbers ، كه براي جلوگيري از اختلال هايي كه ناشي از لرزش هاي مكانيكي خارجي است، قرار بگيرد.
     

    كريستال هاي كوارتز زمان سنجي براي فركانس هاي از ده ها كيلوهرتز تا ده ها مگاهرتز ساخته مي شوند. سالانه بيشتر از دو ميليارد (2×109) كريستال توليد مي شود. اكثر آن ها براي استفاده در ساعت هاي مچي، ساعت ها، و مدارات الكترونيكي هستند. هر چند، كريستال كوارتز داخل ابزارهاي تست و اندازه گيري مثل شمارنده ها، سيگنال ژنراتورها و اسيلوسكوپ ها نيز پيدا مي شود.

     
     كريستال ها و فركانس
    CrystalOsc
    نماد شماتيك و مدار معادل يك كريستال كوارتز در يك اسيلاتور

    مدار اسيلاتور كريستالي نوسان را با گرفتن سيگنال ولتاژي از رزونانس كننده ي كوارتز، تقويت آن و فيدبك كردن آن به رزونانس كننده، نگه مي دارد. سرعت خم و راست شدن كوارتز فركانس رزونانس است و توسط برش اندازه كريستال تعيين مي شود.

     يك كريستال معمول زمان سنجي از دو صفحه ي رسانا با يك برش (slice) يا دياپازوني از كريستال كوارتز كه بين آنها ساندويچ شده تشكيل شده است. هنگام راه اندازي به مدار حول كريستال سيگنال نويز اتفاقي ac اعمال مي شود و كاملا بسته شانس كسر اندكي از آن در فركانس رزونانس كريستال خواهد بود. بنابراين كريستال شروع به نوسان كردن همگام با آن سيگنال مي كند. اسيلاتور سيگنال خروجي از كريستال را تقويت مي كند و لذا فركانس كريستال محكم تر مي شود و سرانجام خروجي غالب اسيلاتور را شامل مي شود. فركانس طبيعي در مدار و در كريستال كوارتز تمام فركانس هاي ناخواسته را فيلتر مي كند.
     
    يكي از مهمترين خصوصيات اسيلاتورهاي كريستالي كوارتز اين است كه نويز در فاز بسيار كمي نشان مي دهند. به زباني ديگر سيگنال توليدي آن ها يك تون خالص (pure tone) است. اين آن ها را در مخابرات پر كاربرد مي كند، جايي كه سيگنال هاي پايدار مورد نياز هستند. و همچنين در وسايل علمي كه مرجع دقيق زماني مورد نياز است.

    فركانس خروجي يك اسيلاتور كوارتز يا فركانس اصلي رزونانس آن يا يك ضريبي از فركانس رزونانس آن به نام فركانس اور تون (overtone) است.

      Q (ضريب كيفيت) معمول براي يك اسيلاتور كوارتز بين 10^4 تا 10^6 تغيير مي كند. Q ماكزيمم براي يك اسيلاتور كوارتز بسيار پايدار مي تواند به اينگونه تقريب زده شود كه f فركانس رزونانس به MHz است: Q = 1.6 × 107/f
    تغييرات محيطي دما، رطوبت، فشار و لرزش مي تواند فركانس رزونانس يك كريستال كوارتز را تغيير دهد اما طراحي هاي گوناگوني وجود دارند كه اين اثرهاي محيطي را كاهش مي دهند. اين ها شامل TCXO، MCXO و OCXO هستند مه در يادداشت توضيح داده شده اند. اين طرح ها (به ويژه OCXO) وسايلي با پايداري كوتاه مدت عالي ايجاد مي كنند. محدوديت هايي كه در پايداري كوتاه مدت وجود دارد عمدتا به دليل نويز اجزاي الكترونيكي در مدار اسيلاتور است. پايداري بلند مدت با پيري كريستال محدود مي شود.

    به دليل پيري و فاكتورهاي محيطي چون دما و لرزش، نگه داشتن فركانس آنها درون يك از 10^-10 فركانس نامي آن ها، حتي براي بهترين اسيلاتورهاي كوارتز، بدون تنظيم مستمر بسيار سخت خواهد بود. به همين علت اسيلاتورهاي اتمي (atomic oscillators) براي كاربردهايي كه نياز به پايداري و دقت بهتري دارند استفاده مي شوند.

    اگر چه كريستال ها مي توانند براي هر فركانس رزونانسي ساخته شوند، به دليل محدوديت هاي فني، در عمل مهندسان مدار اسيلاتور كريستالي در حوالي فركانس هاي استاندارد كمي طراحي مي كنند مانند 10MHz، 20MHz و 40MHz. استفاده از مدار هاي مقسم فركانس، چند برابر كننده ي فركانس و phase locked loop براي سنتز كردن (ساختن) هر فركانس دلخواه از فركانس مرجع امكان پذير است.

     مراقب باشيد و تنها از يك اسيلاتور كريستالي در طراحي مدارات خود استفاده كنيد تا از وقوع نمونه هاي ظريفي از خطاهاي خودپايداري در الكترونيك (metastability in electronics) جلوگيري كنيد. اگر اين ممكن نيست تعداد كريستال اسيلاتورهاي مجزا (PLLها) و دامنه هاي ساعتي متحد با آن هاي بايستي به شدت كم شوند با تكنيك هايي چون نصف كردن كلاك (Clock) موجود به جاي استفاده از يك منبع جديد كريستالي. هر منبع مجزاي كريستالي بايد دقيقا توجيه شود زيرا هر كدام حالت هاي خطاي محتمل غير قابل رفعي را به علت برهم كنش چند كريستالي در وسيله، ايجاد مي كنند
     
     Series or parallel resonance
     A quartz crystal provides both series and parallel resonance. The series resonance is a few kHz lower than the parallel one. Crystals below 30 MHz are generally operated at parallel resonance, which means that the crystal impedance appears infinite. Any additional circuit capacitance will thus pull the frequency down. For a parallel resonance crystal to operate at its specified frequency, the electronic circuit has to provide a total parallel capacitance as specified by the crystal manufacturer.
     Crystals above 30 MHz (up to >200 MHz) are generally operated at series resonance where the impedance appears at its minimum and equal to the series resistance. For this reason the series resistance is specified (<100 Ω) instead of the parallel capacitance. For the upper frequencies, the crystals are operated at one of its overtones, presented as being a fundamental, 3rd, 5th, or even 7th overtone crystal. The oscillator electronic circuits usually provides additional LC circuits to select the wanted overtone of a crystal.
     Spurious frequencies
     For crystals operated in series resonance, significant (and temperature-dependent) spurious responses may be experienced. These responses typically appear some tens of kHz above the wanted series resonance. Even if the series resistances at the spurious resonances appear higher than the one at wanted frequency, the oscillator may lock at a spurious frequency (at some temperatures). This is generally avoided by using low impedance oscillator circuits to enhance the series resistance difference.
     

    Notation

     On electrical schematic diagrams, crystals are designated with the class letter "Y" (Y1, Y2, etc.) Oscillators, whether they are crystal oscillators or other, are designated with the class letter "G" (G1, G2, etc.) (See IEEE Std 315-1975, or ANSI Y32.2-1975) On occasion, one may see a crystal designated on a schematic with "X" or "XTAL", or a crystal oscillator with "XO", but these forms are deprecated

     Crystal oscillator types and their abbreviations:
     MCXO — microcomputer-compensated crystal oscillator
     OCVCXO — oven-controlled voltage-controlled crystal oscillator
     OCXO — oven-controlled crystal oscillator
     RbXO — rubidium crystal oscillators (RbXO), a crystal oscillator (can be a MCXO) synchronized with a built-in rubidium standard which is run only occassionally to save power
     TCVCXO — temperature-compensated voltage-controlled crystal oscillator
     TCXO — temperature-compensated crystal oscillator
     ATCXO — analogue temperature-compensated crystal oscillator
     VCXO — voltage-controlled crystal oscillator
     TSXO — temperature-sensing crystal oscillator, an adaptation of the TCXO
     

     
    مركز تحقيقات و فناوري اتوماسيون صنعتي ايران

    سایت autoir با هدف ارائه مطالبی پیرامون اتوماسیون صنعتی به زبان فارسی منتشر شد.

    1 - اتوماسیون صنعتی
    2 - پردازش تصویر وسیگنال
    3 - طراحی صفحات وب
    4 - نرم افزارها تخصصی
    5 - روباتیک
    6 - Web Base Automation

    ادامه...

     

     

    منوي اصلي
  • صفحه اصلي

  • فهرست مقالات

  • مطالب جديد

  • خبرنامه

  • نقشه سايت

  • طراحي وب

  • نسخه جديد سايت

  • جستجو

  • نسخه جديد سايت

  • پرسش و پاسخ

  •  

    مطالب جديد
     

         
    Designed by Ahmad Zeini Copyright © 2003 - 2012 by AutoIR iranresearch , All rights reserved. www.iranresearch.com www.iranresearch.ir www.autoir.ir Designed by Ahmad Zeini
    کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت autoir.ir می باشد
    !تبادل لینک رایگان

    !امتیاز بدهید
    .ما را در گوگل محبوب کنید