Презентация "Ква́рцевый генератор" – проект, доклад

Ква́рцевый генератор

Ква́рцевый генератор — автогенератор электромагнитных колебаний с колебательной системой, в состав которой входит кварцевый резонатор. Предназначен для получения колебаний фиксированной частоты с высокой температурной и временно́й стабильностью, низким уровнем фазовых шумов. Частота собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких кГц до сотен МГц. Она определяется физическими свойствами кристалла: размерами резонатора, упругостью и пьезоэлектрической постоянной кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла.

Пьезоэлектрический эффект

Пьезоэлектри́ческий эффе́кт — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля. Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Принцип работы

Принцип его работы следующий: если на металлические электроды на гранях кристалла подать постоянное напряжение, то кристалл изгибается или сжимается - это зависит от того, какую он имеет форму и от его внутренней структуры. Если затем убрать напряжение, то кристалл вернется в свое исходное состояние, а на его гранях появится напряжение. Это напряжение можно измерить. Измеренное напряжение подается на схему обратной связи, которая дополнительно подзаряжает грани кристалла и отключается. Из-за этого кристалл опять изменяет свою форму, затрачивая электрическую энергию со своих граней. Напряжение на гранях падает, кристалл опять возвращает свою форму. И так этот процесс продолжается непрерывно с частотой, которая зависит от формы кристалла и его внутренней структуры. Схема обратной связи здесь нужна только чтобы восполнять потери энергии на каждом такте.

Пассивная эквивалентная схема кварцевого резонатора и его условное обозначение на схемах

Генератор тактовой частоты

Генератор тактовой частоты (генератор тактовых импульсов) генерирует электрические импульсы заданной частоты (обычно прямоугольной формы) для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах — ЭВМ, электронных часах и таймерах, микропроцессорной и другой цифровой технике. Тактовые импульсы часто используются как эталонная частота — считая их количество, можно, например, измерять временные интервалы. В микропроцессорной технике один тактовый импульс, как правило, соответствует одной атомарной операции. Обработка одной инструкции может производиться за один или несколько тактов работы микропроцессора, в зависимости от архитектуры и типа инструкции. Частота тактовых импульсов определяет скорость вычислений.

Тактовый генератор персонального компьютера, основанный на чипе ICS 952018AF и резонаторе частотой 14,3 МГц

Кварцевый резонатор представляет собой оловянный контейнер в который помещен кристалл кварца. Под воздействием электрического напряжения в кристалле возникают колебания электрического тока. Эта частота колебания и называется тактовой частотой.

Схемы кварцевых генераторов на логических микросхемах

Так как кварцевый резонатор является законченным электронным компонентом, его частоту можно изменять внешними элементами и схемой включения