Különböző rezonátorok vannak, amelyeket az elektronika területén rengeteg alkalmazásra használnak. A rezonátorok felsorolásában a két főleg használt anyag a kvarckristály és a kerámia (a kerámia rezonátor gyártása). A kvarc kristályt a kristály oszcillátorban, a kerámiát a kerámia rezonátorban használják. Mindkettőjüknek ugyanaz a célja, hogy rezgési frekvenciát hozzon létre rezgéssel, amikor bemeneti feszültséget kapnak. De kettőjüknek is van némi különbsége, ami elválasztja őket, és ennek következtében különböző alkalmazásokkal rendelkeznek.
Mi az a Crystal Oscillator?
Az oszcillátor olyan áramkör, amely egy hangolt áramkör segítségével generál frekvenciát, és amelyet generált frekvenciát oszcilláló frekvenciának nevezünk. Hasonlóképpen, a kristályoszcillátor olyan elektronikus áramkör vagy eszköz, amelyet stabilizált frekvencia előállítására használnak egy hangolt áramkör helyett egy kristály segítségével. A kristály rezegve rezonátorként működik, és ennek eredményeként rezgő frekvenciát generál. A rezonátor áramkör kristályt használ az oszcilláció előállításához, amelynek neve Crystal Oszcillátor. A kristályoszcillátor szimbóluma és áramköre az alábbiakban látható:
Tudjon meg többet a kvarckristályról és a kristályoszcillátorról itt.
Mi az a kerámia rezonátor?
A kristályoszcillátorhoz hasonlóan a kerámia rezonátor egyben elektronikus áramkör vagy eszköz is, amelyet rezgési frekvenciájú kimenet előállítására használnak a kerámia segítségével, mint rezonáló piezoelektromos anyagot. Az anyagnak két vagy több elektródája lehet, amely egy oszcillátor áramkörhöz csatlakoztatva mechanikai rezgést kap, és ennek eredményeként egy adott frekvenciájú oszcilláló jel keletkezik. A rezonátor áramköre hasonló a kristályoszcillátoréhoz, és az alábbiakban látható:
Amikor a rezonátor működik, a mechanikai rezgések rezgőfeszültséget eredményeznek a piezoelektromos anyag, azaz kerámia miatt, majd a rezgőfeszültség kimenetként az elektródákhoz kapcsolódik. Az inverz koncepciót inverz piezoelektromos hatás esetén alkalmazzák.
Crystal Oscillator Vs Resonator
Bár mindkettőjüknek ugyanaz a munkamódszere és frekvenciaváltozást generálnak, mint a kimenet, vannak olyan tulajdonságkülönbségeik, amelyek miatt az oszcillátor sok esetben lecserélte a rezonátort, amelyek:
- Frekvenciatartomány - A kristályoszcillátor Q-tényezője jóval magasabb, mint a kerámia rezonátoré, ennek köszönhetően a kristályoszcillátor frekvenciatartománya 10 kHz - 100 MHz, míg a kerámia rezonátor frekvenciatartománya 190 kHz és 50 MHz között változik
- Kimenet - A kristályoszcillátor nagy stabilitási frekvenciájú kimenetet és a kerámia rezonátor stabilitási kimenetet is nyújt, amely nem olyan jó, mint a kristályoszcillátorhoz. A kimeneti frekvencia pontosságát tekintve a Crystal Oszcillátor sokkal pontosabb kimenetet nyújt, mint a kerámia rezonátor, amelynek paraméterei, például a hőmérséklet érzékeny elem. Az oszcillátor pontossága 10ppm-1000ppm, míg a rezonátor esetében 0,1-1%.
- Paraméterekből fakadó hatás - A kerámia rezonátor esetében a kerámia anyag vastagsága határozná meg a kimeneti rezonancia frekvenciát, míg a kristály oszcillátorok esetében a rezonáns frekvencia kimenete az anyag hangméretétől, alakjától, rugalmasságától és sebességétől függ. A kristályoszcillátornak nagyon alacsony a hőmérsékletfüggése, vagyis a hőmérséklet változásai mellett is nagyon stabilak, és a kerámia rezonátor egy kicsit jobban függ a hőmérséklettől, mint a kristályoszcillátor. Egy kvarc-kristály oszcillátor esetében a kimeneti jellemzők a kristály vágási rezgésétől és szögétől függenek, míg a rezonátorban elsősorban a vastagság számít.
- Tolerancia és érzékenység - A kristályoszcillátor kevésbé tolerálja a rázkódást és a vibrációt, míg a kerámia rezonátor viszonylag nagy tűréssel bír. A kristályoszcillátor alacsony ESD (elektrosztatikus kisülés) toleranciával rendelkezik, míg a kerámia rezonátor magas ESD toleranciával rendelkezik. Az oszcillátorok érzékenyebbek, mint a rezonátorok, az érzékenység összehasonlítható a sugárzás szempontjából. A kvarc 0,001% -os frekvenciatűréssel rendelkezik, míg a PZT 0,5% -os toleranciával rendelkezik.
- Kondenzátorfüggőség - A rezonátorok rendelkezhetnek belső kondenzátorokkal, vagy néha szükségük lehet külső kondenzátorokra, míg az oszcillátornak külső kondenzátorokra van szüksége, és értékük attól függ, hogy milyen kristályokkal tervezték működni.
- Használt anyag - A kristályoszcillátor kvarcból áll, mint piezoelektromos rezonátor anyagból, míg a kerámia rezonátorok ólom-cirkónium-titanátból (PZT) készülnek, amelyet nagy stabilitású piezoelektromos kerámia anyagként ismerünk. A kristályoszcillátort nehéz gyártani, míg a kerámia rezonátort könnyű gyártani.
- Alkalmazások - A kerámia rezonátorokat olyan mikroprocesszoros alkalmazásokban használják, ahol a frekvenciastabilitás nem fontos, míg a kristályoszcillátor mindenben megtalálható a televíziótól kezdve az elektromos alkatrészekkel rendelkező gyermekjátékokon át. A rezonátorok alkalmasak alacsony sebességű soros port kommunikációra, míg a kristályoszcillátorok elérhető frekvenciákkal támogatják a nagysebességű soros kommunikációt is. A rezonátorok nem rendelkeznek elérhető frekvenciákkal a nagysebességű soros port kommunikációhoz. Az óraalapú alkalmazások tekintetében a rezonátorok nem igazán alkalmasak valós idejű órákhoz / időmérőkhöz / faliórákhoz, míg az oszcillátorok alkalmasak lehetnek időmérésre / RTC / faliórára, ha változtatható kondenzátorral vannak hangolva, évente néhány perc sodrásra számíthatnak, ha nem hangolt.