یک نوسان ساز است? همه چیز شما نیاز به دانستن

تقریبا هر برد مدار چاپی ساخته شده در تاریخ اخیر دارای یک اسیلاتور به نوعی است و اکثر مدارهای مجتمع نیز حاوی اسیلاتورها هستند. شما ممکن است تعجب, تنها چیزی که یک نوسان ساز است? اسیلاتورهای اجزای ضروری است که تولید یک سیگنال الکترونیکی دوره, به طور معمول یک موج سینوسی یا موج مربع. اسیلاتورهای تبدیل سیگنال دی سی به سیگنال های متناوب دوره ای است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای تنظیم فرکانس برای برنامه های صوتی استفاده می شود و یا به عنوان یک سیگنال ساعت استفاده می شود. همه میکروکنترلرها و ریزپردازنده ها برای تنظیم سیگنال ساعت برای عملکرد به یک نوسان ساز نیاز دارند. برخی از دستگاه ها داخلی هستند و برخی دیگر به یک نوسان ساز خارجی - یا هر دو نیاز دارند که دارای یک نوسان ساز داخلی با دقت پایین با گزینه ای برای تهیه سیگنال خارجی باشد.

دستگاه های الکترونیکی از سیگنال ساعت به عنوان مرجع زمان استفاده می کنند و اجازه می دهند اقدامات به طور مداوم انجام شود. دستگاه های دیگر از سیگنال نوسان ساز برای تولید فرکانس های دیگری استفاده می کنند که می توانند عملکردهای صوتی را فراهم کنند یا سیگنال های رادیویی تولید کنند.

درک انواع مختلف اسیلاتورها و نحوه عملکرد به شما امکان می دهد نوسان ساز صحیح را برای پروژه خود انتخاب کنید. اگر شما در حال تلاش برای ایجاد یک سیگنال رادیویی, شما یک نوسان ساز بسیار دقیق تر از شما ممکن است برای دستگاه های دیگر نیاز نیاز. اسیلاتورهای چیزی است که می تواند به راحتی در یک پروژه نادیده گرفته, با نگرش به سادگی با شتاب هر نوسان ساز قدیمی است که در محدوده فرکانس مشخص شده در دیتاشیت که مناسب فضای انجمن و هزینه مورد نیاز. وجود دارد می تواند قابل ملاحظه ای بیشتر به انتخاب; با این حال, بسته به برق مورد نیاز برای تخته, تخته املاک و مستغلات و دقت فرکانس که مورد نیاز است. برخی از اسیلاتورها با میکروامپ یا توان کمتری کار می کنند که برخی برای کار به چندین تقویت کننده نیاز دارند.

اسیلاتورهای سقوط به دو دسته عمده: هارمونیک و تمدد اعصاب. اسیلاتورهای هارمونیک ایجاد یک شکل موج سینوسی, بتن مسلح, ال سی, مدارهای مخزن, رسنترس سرامیک, و اسیلاتورهای کریستال همه در این دسته قرار می گیرند.

در این مقاله قصد داریم به موارد زیر نگاه کنیم:

• مقاومت-اسیلاتورهای خازن (بتن مسلح)
• اسیلاتورهای سلف-خازن (ال سی)
• رزوناتورهای سرامیکی
• اسیلاتورهای کوارتز
• ماژول های نوسان ساز کریستال
• اسیلاتورهای ممز
• اسیلاتورهای سیلیکونی

در حالی که شما ممکن است به دنبال ساخت یک بتن مسلح و یا ال سی اسیلاتور خودتان, و به جای خواندن این مقاله برای اطلاعات در مورد اسیلاتورهای بسته بندی شده است که شما به سادگی می توانید به یک مدار اضافه کنید - من قصد دارم برای شروع صحبت کردن در مورد بتن مسلح و ال سی اسیلاتورهای. ضروری است که بدانیم چگونه کار می کنند و چه اشکالاتی می توانند داشته باشند زیرا بسیاری از مدارهای مجتمع با اسیلاتورهای یکپارچه از مدار بتن مسلح یا ال سی استفاده می کنند.

با درک نحوه عملکرد این نوسانگرها می توانید بهتر بفهمید که چه زمانی استفاده از نوسانگر یکپارچه مناسب است و چه زمانی اضافه کردن یک منبع ساعت خارجی مناسب است. اگر شما به دنبال برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اسیلاتورها و ساعت شما به راحتی می توانید ساخت بتن مسلح یا ال سی اسیلاتور بر روی تخته نان و تست با اسیلوسکوپ. قبل از اینکه ما به شیرجه رفتن, اجازه دهید یک نگاه سریع در یک مقایسه بین هر نوع نوسان ساز.

مقایسه عملکرد برای اسیلاتورهای

شایان ذکر است که جدول زیر هر گزینه دارای طیف گسترده ای از دستگاه های مختلف موجود در بازار است. هنگامی که به دنبال در اسیلاتورهای مم فرکانس ثابت, مثلا, گزینه هایی که به طور منظم در دیجی کیکی مواجه نگردند بین متفاوت 150 قطعات در هر میلیون به 50 قطعات در هر میلیارد از نظر ثبات فرکانس. این طیف عظیمی از ثبات فرکانس همچنین با طیف وسیعی از قیمت ها همراه است, بنابراین جایی که یک نوع نوسان ساز ممکن است گزینه هایی برای ثبات یا دقت بسیار بالا در محدوده دمایی گسترده داشته باشد, به این معنا نیست که گزینه دیگری برای نیازهای دقیق شما ارزان تر نباشد.

به عنوان یک مثال افراطی از این, کانر-وینفیلد اکس200-اس-010.0 متر 10مگاهرتز وکوکسو یک اسیلاتور کریستال است که دارای ثبات فرکانس فقط است +/- 1.5 قطعات در هر میلیارد. اسیلاتور اتمی 10 مگاهرتز بیش از ده برابر قیمت در مقادیر تک واحدی برای پایداری فرکانس یکسان + / -1.5 پوند است. با وجود این, در حال رفتن به بار که 2 2000 نوسان ساز اتمی در حال رفتن به انتخاب برتر برای یک نوسان ساز بسیار دقیق. محصولات فرکانس ضریب هوشی همچنین یک وکوکسو می سازند که دارای پایداری فرکانسی + / -1 پیکسل ذهن در محدوده دمایی وسیع تری نسبت به نوسان ساز اتمی است. در کمتر از دو برابر قیمت دستگاه کانر-وینفیلد در حجم یک مقدار, و هنوز هم کمتر از ده برابر ارزان تر از گزینه اتمی. این باور نکردنی به من که ما می توانیم منابع ساعت اتمی امروز به راحتی منابع منابع, و حتی بیشتر دیوانه که ما می توانیم یک اسیلاتور کریستال است که دقیق تر برای کسری از قیمت دارند.

10 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز

حساس به نیمه, لرزش و رطوبت.

ماژول نوسان ساز کریستال

10 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز

متوسط تا شدید

غیر حساس به امی و رطوبت. بدون اجزای اضافی یا مشکلات منطبق

هزینه بالا, مصرف برق بالا, حساس به لرزش, بسته بندی بزرگ

100 کیلوهرتز تا 10 مگاهرتز

حساس به امی, لرزش و رطوبت

مجتمع سیلیکون اسیلاتور

1 کیلوهرتز تا 170 مگاهرتز

حساس به نیمه, لرزش و رطوبت. راه اندازی سریع, اندازه کوچک, بدون اجزای اضافی یا مشکلات منطبق

حساسیت دما بدتر از سرامیک یا کریستال است. جریان عرضه بالا.

ده ها کیلوهرتز تا صدها مگاهرتز

ساده برای طراحی, بسته های کوچکتر, هیچ اجزای خارجی, می توانید بارهای متعدد رانندگی.

از هرتز تا 10 مگاهرتز

معمولا به نیمه و رطوبت حساس است. عملکرد ضعیف دما و ولتاژ تغذیه

از کیلوهرتز تا صد مگاهرتز

معمولا به نیمه و رطوبت حساس است. دمای ضعیف و رد ولتاژ تغذیه عملکرد

RC Oscillators=rc>

حالا که ما تا به حال یک دید کلی از گزینه اجازه دهید حق را به اساسی ترین اسیلاتورهای و اصول پشت این - بتن مسلح اسیلاتور یکی شما به راحتی می توانید ساخت بر روی تخته نان با اجزای بسیار اساسی است. نوسان ساز بتن مسلح (مقاومت-خازن) نوع نوسان ساز فیدبک است که با استفاده از مقاومت و خازن همراه با دستگاه تقویت کننده مانند ترانزیستور یا تقویت کننده عملیاتی ساخته شده است. دستگاه تقویت کننده به شبکه بتن مسلح باز می گردد که باعث بازخورد مثبت و ایجاد نوسانات مکرر می شود.

اکثر میکروکنترلرها و بسیاری دیگر از مدارهای دیجیتال که برای انجام اقدامات به سیگنال ساعت نیاز دارند دارای یک شبکه نوسان ساز بتن مسلح برای ایجاد منبع ساعت داخلی خود هستند.

اصل کار

شبکه بتن مسلح نوسان ساز بتن مسلح فاز سیگنال 180 درجه تغییر می کند.

بازخورد مثبت برای تغییر فاز سیگنال به 180 درجه دیگر مورد نیاز است. این تغییر فاز سپس به ما 180 + 180 = 360 تغییر فاز می دهد که در واقع همان 0 درجه است. از این رو, تغییر فاز کل مدار نیاز به 0, 360, یا مضرب دیگری از 360 درجه.

ما می توانیم این واقعیت است که یک تغییر فاز بین ورودی به یک شبکه بتن مسلح رخ می دهد استفاده, و خروجی از همان شبکه, با استفاده از عناصر بتن مسلح به هم پیوسته در شاخه بازخورد. در تصویر بالا می بینیم که هر شبکه بتن مسلح یک تاخیر ولتاژ فاز 60 درجه را فراهم می کند. سه شبکه با هم یک تغییر فاز 180 درجه ایجاد می کنند.

حداکثر تغییر فاز می تواند 90 درجه باشد. از این رو, برای ایجاد یک تغییر فاز 180 درجه, اسیلاتورهای نیاز به حداقل دو شبکه بتن مسلح. با این حال, دستیابی به دقیقا 90 درجه تغییر فاز با هر مرحله شبکه بتن مسلح چالش برانگیز است. برای تولید مقدار مورد نیاز و فرکانس نوسان مورد نظر باید از مراحل شبکه بتن مسلح بیشتری استفاده کنیم.

یک شبکه بتن مسلح خالص یا کامل تک قطبی حداکثر تغییر فاز دقیقا 90 درجه را ایجاد می کند. برای نوسان, ما نیاز به 180 درجه تغییر فاز, از این رو, برای ایجاد یک نوسان ساز بتن مسلح, ما باید حداقل دو شبکه تک قطبی استفاده.

فاز واقعی شبکه بتن مسلح بستگی به مقاومت و خازن مقدار انتخاب شده برای فرکانس مورد نظر.

با استفاده از چندین شبکه بتن مسلح می توانیم 180 درجه تغییر فاز در فرکانس انتخاب شده داشته باشیم. این مجموعه از شبکه ها پایه ای برای نوسانگر بتن مسلح را تشکیل می دهند که در غیر این صورت به عنوان نوسانگر تغییر فاز شناخته می شود. اضافه کردن یک مرحله تقویت استفاده از یک ترانزیستور اتصال دو قطبی و یا تقویت کننده معکوس, ما می توانیم یک تغییر فاز 180 درجه بین ورودی و خروجی خود را به تغییر کامل 360 درجه به تولید 0 درجه است که ما نیاز, همانطور که در بالا ذکر شد.

پایه بتن مسلح اسیلاتور شماتیک

مدار اسیلاتور بتن مسلح اولیه سیگنال خروجی موج سینوسی را با استفاده از بازخورد احیا کننده حاصل از شبکه نردبان بتن مسلح تولید می کند. بازخورد احیا کننده به دلیل توانایی خازن در ذخیره بار الکتریکی رخ می دهد.

شبکه بازخورد خازن مقاومت می تواند برای تولید تغییر فاز پیشرو (شبکه پیش فاز) متصل شود یا می تواند برای ایجاد یک تغییر فاز عقب مانده (شبکه تاخیر فاز متصل شود.) یک یا چند مقاومت یا خازن از مدار تغییر فاز بتن مسلح را می توان تغییر داد تا فرکانس شبکه تغییر کند. این تغییر را می توان با یکسان نگه داشتن مقاومت ها و استفاده از خازن های متغیر انجام داد زیرا راکتانس خازنی با فرکانس متفاوت است. با این حال, برای فرکانس جدید, می تواند یک نیاز برای تنظیم افزایش ولتاژ تقویت کننده وجود دارد.

اگر مقاومت ها و خازن ها را برای شبکه های بتن مسلح انتخاب کنیم, سپس فرکانس نوسانات بتن مسلح خواهد بود:

ر-مقاومت های بازخورد مقاومت ج - خازن های بازخورد ظرفیت ن-تعداد شبکه های بتن مسلح

با این حال, ترکیبی از شبکه نوسانگر بتن مسلح به عنوان یک تضعیف کننده کار می کند, و سیگنال را با عبور از هر مرحله بتن مسلح تا حدی کاهش می دهد. بنابراین افزایش ولتاژ مرحله تقویت کننده باید برای بازگرداندن سیگنال از دست رفته کافی باشد.

رایج ترین مدار نوسان ساز بتن مسلح یک اسیلاتور بتن مسلح فاز سرب عملیات است.

شبکه بتن مسلح باید به ورودی معکوس تقویت کننده متصل شود و پیکربندی تقویت کننده معکوس شود. پیکربندی معکوس باعث تغییر 180 درجه فاز در خروجی می شود که منجر به مجموع 360 درجه همراه با شبکه های بتن مسلح می شود.

پیکربندی دیگر بتن مسلح نوسان ساز تقویت کننده عملیاتی فاز تاخیر اسیلاتور است.

ال سی اسیلاتور

نوسانگر ال سی یا سلف-خازن نوعی نوسان ساز است که از مدار مخزن برای تولید بازخورد مثبت برای حفظ نوسان استفاده می کند. شماتیک شامل یک سلف, خازن, و همچنین یک مولفه تقویت.

اصل کار

مدار مخزن یک خازن و سلف است که به طور موازی به هم متصل شده اند, نمودار بالا همچنین شامل کلید و منبع ولتاژ برای سهولت نمایش اصل کار هنگام اتصال سوییچ خازن به منبع ولتاژ است, خازن شارژ می شود.

وقتی کلید خازن و سلف را به هم متصل می کند, خازن از طریق سلف تخلیه می شود. جریان فزاینده از طریق سلف با القای میدان الکترومغناطیسی در اطراف سیم پیچ شروع به ذخیره انرژی می کند.

وقتی کلید خازن و سلف را به هم متصل می کند, خازن از طریق سلف تخلیه می شود. جریان فزاینده از طریق سلف با القای میدان الکترومغناطیسی در اطراف سیم پیچ شروع به ذخیره انرژی می کند. پس از تخلیه خازن انرژی حاصل از خازن به عنوان میدان الکترومغناطیسی به سلف منتقل می شود. به عنوان جریان انرژی از ظرفیت کاهش می یابد, جریان جریان از طریق سلف کاهش می یابد-این باعث می شود میدان الکترومغناطیسی سلف به سقوط و همچنین. با توجه به القای الکترومغناطیسی, سلف تماس ای ام اف ایجاد خواهد کرد, که برابر است با ل(دی/دی تی) در مخالفت با تغییر در جریان. سپس این ای ام اف پشتی شروع به شارژ خازن می کند. هنگامی که خازن انرژی از میدان مغناطیسی سلف را جذب کرده است, انرژی یک بار دیگر به عنوان یک میدان الکترواستاتیک در خازن ذخیره می شود.

اگر سلف و خازن مناسبی داشتیم این مدار می توانست نوسانات را برای همیشه ایجاد کند. با این وجود یک خازن دارای نشت جریان است و سلف ها دارای مقاومت هستند. در زندگی واقعی, با این حال, نوسانات به عنوان زیر نگاه کنید, به عنوان انرژی از دست داده است. به این ضرر میرایی گفته می شود.

اگر ما می خواهیم برای حفظ نوسانات, ما نیاز به از دست دادن انرژی از مدار مخزن از طریق علاوه بر این از اجزای فعال به مدار جبران, مانند ترانزیستور اتصال دو قطبی, ترانزیستور اثر میدان, و یا تقویت کننده های عملیاتی. تابع اولیه از اجزای فعال است برای اضافه کردن سود لازم, کمک به تولید بازخورد مثبت, و برای از دست دادن انرژی جبران.

نوسان ساز جمع کننده تنظیم شده

نوسان ساز کلکتور تنظیم شده یک ترانسفورماتور و یک خازن است که به طور موازی متصل شده و با ترانزیستور روشن می شود. این مدار اساسی ترین شماتیک نوسان ساز ال سی است. سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و خازن مدار مخزن را تشکیل می دهد و سیم پیچ ثانویه بازخورد مثبتی را ایجاد می کند که مقداری از انرژی تولید شده توسط مدار مخزن را به پایه ترانزیستور برمی گرداند.

نوسانگر کلپیتس

اسیلاتور کلپیتس یک اسیلاتور مخزن ال سی است که در کاربردهای رادیویی بسیار رایج بوده است. این مناسب برای برنامه های کاربردی تا چند صد مگا هرتز است. این مدار از دو خازن به صورت سری تشکیل شده است که یک تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهد که بازخورد ترانزیستور را با یک سلف به صورت موازی فراهم می کند. در حالی که این نوسان ساز نسبتا پایدار است, می تواند سخت به لحن و اغلب با یک مدار پیرو امیتر اجرا به طوری که برای بارگذاری شبکه رزونانس.

نوسانگر کلاپ

برای غلبه بر مشکلات تنظیم نوسان ساز کلپیتس به یک فرکانس خاص در تولید, یک خازن متغیر در سری با سلف است که اغلب اضافه, تشکیل یک نوسان ساز کف زدن. این اصلاح اجازه می دهد تا مدار در حین تولید و سرویس دهی با فرکانس خاص مورد نیاز تنظیم شود. متاسفانه این نوع نوسانگر ال سی هنوز نسبت به نوسانات دما و ظرفیت های انگلی کاملا حساس است.

رزوناتور سرامیکی

مواد سرامیکی پیزوالکتریک با دو یا چند الکترود فلزی (به طور معمول 3) اساس تشدید کننده سرامیکی را تشکیل می دهند. در یک مدار الکترونیکی عنصر پیزوالکتریک به صورت مکانیکی طنین انداز می شود که سیگنال نوسانی با فرکانس خاص - مانند چنگال تنظیم-تولید می کند. رزوناتورهای سرامیکی کم هزینه هستند اما تحمل فرکانس رزوناتورهای سرامیکی فقط حدود 2500 تا 5000 پی پی ام است. این تحمل 0.25 تا 0.5 درصد فرکانس هدف برای کاربردهای دقیق مناسب نیست اما در صورت عدم نیاز به دقت مطلق می تواند صرفه جویی قابل توجهی در هزینه داشته باشد.

با فرکانس های زیر 1 کیلوهرتز تا فراتر از 1 گیگاهرتز طیف وسیعی از مواد مختلف و حالت های ارتعاشی وجود دارد که رزوناتورهای سرامیکی استفاده می کنند. درک روش رزونانس مورد استفاده در دستگاهی که در طراحی خود قرار می دهید می تواند ضروری باشد. عوامل محیطی مانند لرزش و شوک می تواند بر عملکرد تشدید کننده در مدار شما تاثیر بگذارد.

نوسانگر کوارتز

نوسان ساز کوارتز رایج ترین نوع نوسان ساز کریستالی در بازار است. جایی که دقت و ثبات حیاتی هستند, انتخاب اولیه اسیلاتورهای کریستال و انواع خود است. ثبات اسیلاتور کریستال در پی پی ام اندازه گیری (قطعات در میلیون), و ثبات می تواند در جایی در اطراف 0.01% به 0.0001% بیش ا ز-20 به +70 سانتیگراد, بسته به دستگاه خاص. پایداری نوسانگر بتن مسلح در بهترین حالت می تواند 0.1% و ال سی 0.01% باشد که معمولا حدود 2% هستند و به تغییرات دما بسیار حساس هستند. یک کریستال کوارتز می تواند با قدرت بسیار کمی که برای فعال نگه داشتن در مقایسه با بسیاری از اسیلاتورهای دیگر لازم است نوسان کند و برای کاربردهای کم مصرف مناسب است.

هنگامی که کریستال شوک توسط یک فشرده سازی فیزیکی یا در مورد ما یک ولتاژ اعمال شده است به صورت مکانیکی در یک فرکانس خاص ارتعاش می کند. این لرزش برای مدتی ادامه خواهد داشت و ولتاژ متناوب بین پایانه های خود ایجاد می کند. این رفتار اثر پیزوالکتریک است, همان یک تشدید کننده سرامیکی. در مقایسه با یک مدار ال سی, نوسان کریستال پس از تحریک اولیه طولانی تر خواهد شد — در نتیجه ارزش کیو به طور طبیعی بالا کریستال. برای یک کریستال کوارتز با کیفیت بالا, پرسش 100,000 غیر معمول نیست. مدارهای ال سی به طور معمول پرسش حدود چند صد است. با این حال, حتی با پرسش بسیار بالاتر, نمی توانند برای همیشه طنین انداز شوند. بنابراین نیاز به یک مدار تقویت کننده مانند بتن مسلح و ال سی اسیلاتورهای زیان از ارتعاش مکانیکی وجود دارد. برای بسیاری از دستگاه های که یک منبع ساعت کریستال خارجی را, این خواهد شد را به دستگاه یکپارچه, و تنها اجزای اضافی مورد نیاز خازن بار هستند. خازن بار ضروری است; اگر خازن از این نادرست است, نوسان ساز پایدار نخواهد بود. معمولا دیتاشیت نوسانگر حاوی مقادیر پیشنهادی است یا معادله ای برای محاسبه مقدار صحیح مدار شما فراهم می کند.

چیزهای دیگری که باید در نظر گرفت:

1. هر دو خازن و کریستال کوارتز را تا حد امکان نزدیک به ماکو قرار دهید
2. برای جلوگیری از اندوکتانس انگلی تا حد امکان از ردیابی های کوتاه و پهن استفاده کنید.

انواع مختلفی از اسیلاتور کریستال وجود دارد; با این حال, فراتر از یک کریستال معمولی, یا "زو" شما معمولا فقط از گزینه های دیگر برای برنامه های تخصصی استفاده خواهید کرد. این اسیلاتورهای تخصصی می توانند بسیار گران باشند و نوسانات حیرت انگیزی پایدار و دقیق در محیط های فوق العاده چالش برانگیز داشته باشند که دقت مطلق مورد نیاز است. اکثریت قریب به اتفاق پروژه ها به چیزی فراتر از لیست زیر نیاز ندارند اما ممکن است برای تحقیق بیشتر جالب باشد.

این لیست از ویکی پدیا است:

• نوسانگر کریستال کنترل شده با دمای مشابه
• اسیلاتور کریستال دوگانه کالیبره شده
• دی تی سیکسو-نوسانگر کریستال جبران شده با دمای دیجیتال
• اسیلاتور کریستال مینیاتوری تخلیه شده
• جی پی اس دی — سیستم موقعیت یابی جهانی نوسان ساز منظم
• مک اکسو-نوسانگر کریستال جبران شده با میکرو کامپیوتر
• اسیلاتور کریستالی با ولتاژ کنترل شده با اجاق گاز
• اسیلاتور کریستال اکسو کنترل شده با اجاق گاز
• اسیلاتورهای کریستال روبیدیوم (اسیلاتورهای کریستال روبیدیوم) با یک استاندارد روبیدیوم داخلی هماهنگ شده است که فقط گاهی اوقات برای صرفه جویی در مصرف برق اجرا می شود
• نوسانگر کریستال کنترل شده با ولتاژ جبران شده با دما
• نوسانگر کریستال جبران شده با دما
• اسیلاتور کریستال مینیاتوری تاکتیکی
• نوسانگر کریستال سنجش دما-اقتباس از تی سیکسو
• نوسانگر کریستال جبران شده با دما با ولتاژ کنترل شده
• اسیلاتور کریستال کنترل شده با ولتاژ

ماژول های نوسان ساز کریستال

فرض کنید شما به دنبال یک منبع ساعت دقیق برای یک برنامه کاربردی هستید که مدار تقویت کننده را برای استفاده از یک اسیلاتور کریستال ندارد. در این مورد, یک ماژول نوسان ساز ممکن است یک راه حل عالی. این ماژول ها دارای تمام مدارهای لازم هستند تا یک ساعت تقویت شده و بافر را برای هر برنامه ای که نیاز دارید فراهم کنند. همانطور که با بسیاری از دستگاه های به طور کامل یکپارچه, شما برای راحتی پرداخت, قیمت ها به طور معمول بسیار بالاتر از نوسان ساز کریستال خود را, و یک رد پای بزرگتر. با این وجود هنوز هم می توانند کوچکتر از تقویت نوسان ساز ساختمان و مدارهای بافر باشند و نگران پایداری نباشند.

اکثر ماژول های اسیلاتور دارای یک دروازه اینورتر کریستال و سی ام اس هستند که از مدار اسیلاتور پیرس استفاده می کنند. اگرچه اینورترهای سی ام اس پایداری کمتری دارند و مصرف انرژی بالاتری نسبت به اسیلاتورهای مبتنی بر ترانزیستور دارند اما گیت های مبتنی بر اینورتر در بسیاری از کاربردها به راحتی و کاملا قابل استفاده هستند.

اسیلاتورهای ممز

مم یا اسیلاتورهای سیستم میکروالکترومکانیکی دستگاه های زمان بندی مبتنی بر فناوری مم هستند و یک فناوری نسبتا جدید هستند. اسیلاتورهای مم شامل تشدیدکنندههای مم و قطعات الکترونیکی اضافی برای تنظیم یا تنظیم فرکانسهای خروجی میباشند. اسیلاتورهای مم اغلب شامل حلقه های قفل شده فاز هستند که فرکانس های خروجی قابل انتخاب یا قابل برنامه ریزی را تولید می کنند.

عملکرد تشدید کننده های مم شبیه یک چنگال تنظیم کوچک است که در فرکانس های بالا زنگ می زند. زیرا دستگاه های مم کوچک هستند, می توانند در فرکانس های بسیار بالا زنگ بزنند, با ساختارهای تشدید تنظیم شده خود فرکانس هایی از ده ها کیلوهرتز تا صدها مگاهرتز تولید می کنند.

رزوناتورهای مم به صورت مکانیکی هدایت می شوند و به دو دسته الکترواستاتیک و پیزوالکتریک تقسیم می شوند. در درجه اول, اسیلاتورهای مم خواهد انتقال الکترواستاتیک استفاده, به عنوان رسنترس انتقال پیزوالکتریک به اندازه کافی پایدار نیست. تشدید کننده های انتقال پیزوالکتریک در برنامه های فیلتر استفاده می کنند.

یکی از مزایای عمده اسیلاتورهای مم این است که می توانند برای بارهای متعدد مورد استفاده قرار گیرند و جایگزین چندین اسیلاتورهای کریستالی در یک مدار شوند. این ویژگی می تواند به طور قابل توجهی کاهش قیمت و املاک و مستغلات را که توسط مدارهای نوسان ساز استفاده می شود کاهش دهد. در مقایسه با سایر مدارهای اسیلاتور حتی اسیلاتورهای کریستالی مصرف برق دستگاه های مم به دلیل قرعه کشی جریان هسته کوچکتر بسیار کم است. قرعه کشی کم توان می تواند به دستگاه هایی که از باتری کار می کنند اجازه دهد تا به طور قابل توجهی طولانی تر کار کنند یا نیاز به خاموش کردن مدار نوسان ساز اولیه برای صرفه جویی در مصرف برق را نفی کنند. اسیلاتورهای مم بر خلاف سایر اسیلاتورهای مم به هیچ یک از اجزای خارجی برای کار کردن نیاز ندارند و باعث صرفه جویی بیشتر در فضا و هزینه می شوند. اسیلاتورهای اولیه مم تا حدودی با ثبات دست و پنجه نرم می کردند و اگر مایل به پرداخت هزینه باشید گزینه هایی با +/- 8 قسمت در هر میلیارد ثبات فرکانس در بازار وجود دارد.

اسیلاتورهای سیلیکون

همانطور که در ابتدای مقاله ذکر شد بسیاری از دستگاه ها دارای اسیلاتورهای یکپارچه در سیلیکون خود هستند. اسیلاتورهای سیلیکون عمدتا همان, فقط در یک بسته جداگانه. این مدار مجتمع به شما می دهد یک مدار نوسان ساز بتن مسلح کامل ساخته شده از سیلیکون. این فراهم می کند تطبیق بهتر و جبران خسارت است که شما به طور معمول می تواند برای هزینه های مشابه با استفاده از اجزای غیر فعال را, در یک بسته کوچکتر. اسیلاتورهای سیلیکونی می توانند یک دارایی عالی برای دستگاههایی باشند که دچار شوک یا ارتعاشات می شوند زیرا هیچ عنصر تشدید مکانیکی ندارند. در وب سایت های تامین کننده ترین, شما این تحت رده مدارهای مجتمع به جای رده اسیلاتورهای پیدا.

علاوه بر مزایای بیش از دیگر اسیلاتورهای در محیط های خشن, یک اسیلاتور سیلیکون به طور معمول قابل برنامه ریزی است. گزینه های برنامه نویسی به دستگاه خاص بستگی دارد. در حالی که اسیلاتورهای سیلیکونی معمولا خطای فرکانسی نسبتا ضعیفی در حدود 1 تا 2 درصد دارند اما جمع و جور هستند و فقط به یک خازن بای پس منبع تغذیه خارجی نیاز دارند. اینها می توانند جایگزینی کم هزینه برای انواع دیگر نوسانگرها در کاربردهای غیر دقیق باشند.

خلاصه

انتخاب منبع بهینه ساعت کار ساده ای نیست. عوامل بسیاری وجود دارد, مانند ثبات عمومی, حساسیت بیش از درجه حرارت, لرزش, رطوبت, امی, هزینه, اندازه, مصرف برق, طرح پیچیده, و اجزای اضافی.

برنامه های بسیاری وجود دارد که اسیلاتورهای یکپارچه بتن مسلح یا سیلیکون مناسب هستند زیرا این برنامه ها به دقت بیشتری نیاز ندارند. استفاده از نوسان ساز داخلی می تواند در زمان طراحی صرفه جویی کند, هزینه, و خطر مهندسی را کاهش می دهد. با این حال, برنامه های کاربردی مدرن روز به طور فزاینده نیاز به دقت بالا, که خواستار استفاده از یک نوسان ساز خارجی, مانند کریستال کوارتز, سرامیک, و یا اشیای قیمتی.

به عنوان مثال, یواس بی با سرعت بالا نیاز به حداقل 0.25% دقت فرکانس, در حالی که برخی دیگر از ارتباطات خارجی می تواند به درستی با منابع ساعت کار 5%, 10%, و یا حتی 20% ثبات. سایر اتوبوس های پرسرعت و برنامه های رادیویی اغلب به دقت فرکانس بسیار بیشتری نسبت به یو اس بی نیاز دارند.

مصرف برق اسیلاتورهای میکروکنترلرها به جریان منبع تغذیه تقویت کننده بازخورد و مقادیر خازنی مورد استفاده بستگی دارد. مصرف برق از کسانی که تقویت کننده عمدتا در فرکانس بستگی دارد, بنابراین اگر شما می خواهید برای طراحی یک دستگاه قدرت بسیار کم, در نظر کاهش فرکانس ساعت خود را به حداقل که دستگاه شما هنوز هم می تواند کار خود را کامل. غالبا متوجه خواهید شد که یک میکروکنترلر چرخه های ساعت باقیمانده زیادی دارد که همگی انرژی غیرضروری مصرف می کنند.

مدارهای تشدید کننده سرامیکی معمولا مقادیر ظرفیت بار بیشتری را نسبت به مدارهای کریستالی مشخص می کنند و با استفاده از همان تقویت کننده جریان بیشتری نسبت به مدار کریستال ترسیم می کنند. در مقایسه با ماژول های اسیلاتور کریستال معمولا بین 10 تا 60 میلیمتر جریان عرضه را به دلیل جبران دما و توابع کنترل شامل می شود.

انواع مختلفی از اسیلاتورهای موجود در بازار وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. برای برنامه های کاربردی هدف کلی که زمان بندی کاملا حیاتی نیست, شما می توانید تقریبا هر دستگاه نوسان ساز و یا مدار است که مطابق با خواسته های فرکانس استفاده. برای مدارهای با دقت بالاتر شما ممکن است بخواهید به در نظر گرفتن دستگاه های هزینه بالاتر مانند اسیلاتورهای مم است که می تواند قطعات در هر میلیارد ثبات فرکانس حتی بیش از یک محدوده دمایی بزرگ, با این حال, انتظار می رود به پرداخت ده ها یا صدها دلار در هر نوسان ساز.

اگر شما در حال ایجاد یک کنترل چراغ و یا انواع مشابه از مدارهای که فقط نیاز به یک میکروکنترلر برای اجرای برخی از مدیریت و یا رابط کاربری کد نوسان ساز بتن مسلح یکپارچه شما را با همه چیز شما نیاز دارید فراهم می کند. فرض کنید شما در حال کار بر روی یک شناور در اعماق دریا هستید که می تواند موقعیت خود را دقیقا ردیابی کند. در این مورد, یک اسیلاتور است که ثبات فقط چند قسمت در میلیارد بیش از یک طیف گسترده ای از درجه حرارت ممکن است حداقل شما می توانید با گرفتن. محکم تر شما می خواهید به ادغام داده های سنسور, یا باند باریک تر می خواهید به استفاده از برای ارتباطات رادیویی, با ثبات تر نوسان ساز خود را باید. فرض کنید مثلا فرکانس خود را به طور قابل توجهی ضرب می کنید. در این مورد, شما در حال ایجاد یک سیگنال گیگاهرتز از یک نوسان ساز مگاهرتز, با ثبات تر شما نیاز به نوسان ساز به عنوان هر گونه خطا در حال رفتن به بزرگ شود.

تعجب بیشتر در مورد یک نوسان ساز است? با یک متخصص در ارتفاعات تماس بگیرید.

درباره نویسنده

درباره نویسنده

علامت گذاری به عنوان هریس مهندس یک مهندس است, با بیش از 16 سال تجربه متنوع در صنعت الکترونیک, متفاوت از هوافضا و دفاع قرارداد به راه اندازی محصول کوچک, سرگرمی و همه چیز را در بین. مارک قبل از مهاجرت به انگلستان توسط یکی از بزرگترین سازمان های تحقیقاتی در کانادا استخدام شد. وی همچنین گسترده ترین کتابخانه پایگاه داده منبع باز اجزای سازنده را برای طراح ارتفاع به نام کتابخانه پایگاه داده سماوی منتشر می کند. مارک به سخت افزار و نرم افزار منبع باز و حل مشکلات ابتکاری مورد نیاز برای چالش های روزمره چنین پروژه هایی علاقه دارد. الکترونیک شور هستند; رفتن محصول از یک ایده به واقعیت در حال مشاهده و شروع به تعامل با جهان منبع بی پایان از لذت است.