نمودار یک دستگاه برای آزمایش کوارتز. نحوه بررسی رزوناتور کوارتز

من می خواهم بلافاصله بگویم که بررسی تشدید کننده کوارتز با استفاده از مولتی متر امکان پذیر نیست. برای بررسی تشدید کننده کوارتز با استفاده از اسیلوسکوپ، باید کاوشگر را به یکی از پایانه های کوارتز و تمساح زمین را به دیگری وصل کنید، اما این روش همیشه نتیجه مثبت نمی دهد، در ادامه علت توضیح داده شده است.
یکی از دلایل اصلی خرابی تشدید کننده کوارتز سقوط پیش پا افتاده است، بنابراین اگر کنترل از راه دور تلویزیون یا کلید زنگ ماشین از کار افتاد، اولین کاری که باید انجام دهید این است که آن را بررسی کنید. همیشه نمی توان تولید را روی برد بررسی کرد زیرا پروب اسیلوسکوپ ظرفیت خاصی دارد که معمولاً حدود 100 pF است، یعنی هنگام اتصال پروب اسیلوسکوپ، یک خازن با مقدار اسمی 100 pF را وصل می کنیم. از آنجایی که رتبه بندی ظرفیت در مدارهای نوسان ساز کوارتز ده ها و صدها پیکوفاراد است، کمتر نانوفاراد است، اتصال چنین ظرفیتی خطای قابل توجهی را در پارامترهای طراحی مدار ایجاد می کند و بر این اساس می تواند منجر به خرابی تولید شود. ظرفیت پروب را می توان با تنظیم تقسیم کننده روی 10 به 20pF کاهش داد، اما این همیشه کمکی نمی کند.

بر اساس آنچه در بالا نوشته شد، می توان نتیجه گرفت که برای آزمایش تشدید کننده کوارتز، به مداری نیاز دارید که هنگام اتصال به آن، پروب اسیلوسکوپ تولید را مختل نکند، یعنی مدار نباید ظرفیت پروب را حس کند. انتخاب بر روی یک ژنراتور Clapp با ترانزیستور بود و به منظور جلوگیری از قطع شدن تولید، یک دنبال کننده امیتر به خروجی متصل شد.

من یک تشدید کننده کوارتز با فرکانس بالاتر از 32 مگاهرتز پیدا نکردم، اما حتی این نتیجه را می توان عالی در نظر گرفت.
بدیهی است که برای یک رادیو آماتور تازه کار، روشی بدون استفاده از یک اسیلوسکوپ گران قیمت ترجیح داده می شود، بنابراین در زیر نموداری برای بررسی کوارتز با استفاده از LED ارائه شده است. حداکثر فرکانس کوارتزی که با استفاده از این مدار توانستم تست کنم 14 مگاهرتز است، مقدار بعدی که داشتم 32 مگاهرتز بود، اما با آن ژنراتور روشن نشد، اما فاصله زیادی از 14 مگاهرتز تا 32 مگاهرتز وجود دارد، به احتمال زیاد کار خواهد کرد. تا 20 مگاهرتز

4 تستر تشدید کننده کوارتز


عملکرد صحیح یک کریستال کوارتز را می توان با اتصال آن به مدار نوسانگر یا فیلتر آزمایش کرد. شکل 1 نموداری را نشان می دهد که توسط K. Tavernier (فرانسه) توسعه یافته است.
از آنجایی که فرکانس های کریستالی درگیر می توانند محدوده بسیار وسیعی از 1 تا 50 مگاهرتز را پوشش دهند، مدار یک نوسان ساز با برد وسیع است. یک ژنراتور غیر پریودیک روی ترانزیستور T1 مونتاژ می شود.
اگر کوارتز مورد آزمایش کار کند، سیگنال موج کاذب سینوسی در فرکانس اصلی کریستال در امیتر T1 وجود خواهد داشت. این سیگنال توسط دیودهای D2، D1 تصحیح می شود و هنگامی که ولتاژ خازن C4 به مقدار کافی برای باز کردن ترانزیستور T2 می رسد، LED در مدار کلکتور T2 شروع به روشن شدن می کند. این نشان دهنده قابلیت سرویس دهی کوارتز است. برای تعیین فرکانس نوسان می توانید فرکانس سنج یا اسیلوسکوپ را موازی با مقاومت R2 وصل کنید.

شکل 2 یک تستر صدا را از بخش "خارج از کشور" مجله RADIO شماره 12، 1998 نشان می دهد.
تراشه 4060 یک شمارنده باینری است که شامل یک نوسانگر است. اگر این مدار را مونتاژ کنید، تولید در فرکانس اصلی تشدید کننده اتفاق می افتد. سپس تقسیم‌کننده‌های تراشه فرکانس را به فرکانس صوتی کاهش می‌دهند که در سر صوتی با امپدانس پایین قابل شنیدن است. نمونه آزمایشی با اطمینان با رزوناتورهای 1 تا 27 مگاهرتز کار می کرد. در مورد دوم، فرکانس خروجی حدود 6.6 کیلوهرتز بود. آنالوگ داخلی 4060 یک ریز مدار از نوع 1051HL2 است.


شکل 3 آزمایش کننده ای را نشان می دهد که من 5-6 سال پیش آن را شلاق زدم. طرح های مشابه زیادی در ادبیات و اینترنت وجود دارد. در این مدار کوارتز 1...30 مگاهرتز راه اندازی می شود. با استفاده از خوانش میکرو آمپرمتر، می توان فعالیت کوارتز را ارزیابی کرد.
باید در نظر داشت که کریستال های کوارتز با فرکانس بالای 20 مگاهرتز، به طور معمول، هارمونیک هستند. بنابراین، هنگام آزمایش کوارتز در 32 مگاهرتز، در فرکانس اصلی خود 10.67 مگاهرتز "راه اندازی" شد، چیزی که فرکانس سنج نشان داد.

همانطور که لحیم شده است، در یک جعبه ذخیره می شود، برد و کیس یک ضربه هستند.

مولد پهنای باند، البته، همه کاره و در بیشتر موارد مفید است. با این حال، کوارتز کم فعال ممکن است در آن شروع نشود. اما برای دور انداختن آن نباید عجله کنید. در این مورد، می‌توانید مقادیر خازن‌های C1 و C2 را مطابق با [Radiohobby 1999№3s22-23] تنظیم کنید. برای بهترین شرایط تحریک، C1 باید از نظر عددی تقریباً برابر با طول موج برحسب متر تولید شده توسط کوارتز باشد (در اولین هارمونیک اساسی). به عنوان مثال، اگر کوارتز در 1 مگاهرتز باشد، C1 = 300 pF است. برای خود تحریکی بهتر، C2 را می توان 1.5 ... 2 برابر کمتر از ظرفیت C1 انتخاب کرد. برای C3، ظرفیت تقریبا برابر با C2 است (شکل 4)

فرکانس متر یک دستگاه مفید در آزمایشگاه رادیو آماتور (به ویژه در غیاب اسیلوسکوپ) است. علاوه بر فرکانس‌سنج، من شخصاً اغلب فاقد تستر تشدید کننده کوارتز بودم - محصولات معیوب زیادی از چین وارد شدند. بیش از یک بار اتفاق افتاده است که شما یک دستگاه را مونتاژ می کنید، میکروکنترلر را برنامه ریزی می کنید، فیوزها را به گونه ای ضبط می کنید که توسط یک کوارتز خارجی کلاک شود و تمام - پس از ضبط فیوزها، برنامه نویس دیگر MK را نمی بیند. دلیل آن کوارتز "شکسته" است، کمتر - یک میکروکنترلر "باگی" (یا چینی ها با دقت دوباره آنها را با اضافه کردن حرف "A" در انتها نشان می دهند) و من تا 5٪ از دسته ای با چنین کوارتزهای معیوب. به هر حال، یک مجموعه نسبتاً شناخته شده چینی از شمارشگرهای فرکانس، من کاملاً از تستر کوارتز روی میکروکنترلر PIC و یک صفحه نمایش LED از Aliexpress خوشم نمی آمد، زیرا اغلب به جای فرکانس یا فرکانس را نشان می داد. آب و هوا در زیمبابوه یا فرکانس هارمونیک های "غیر جالب" (یا شاید من بدشانس بودم).

ویژگی اصلی این فرکانس متر:
یک TCXO (اسیلاتور مرجع جبران حرارتی) بسیار پایدار استفاده می شود. استفاده از فناوری TCXO به شما این امکان را می دهد که بلافاصله، بدون پیش گرم کردن، از دقت اندازه گیری فرکانس اعلام شده اطمینان حاصل کنید.

مشخصات فنی فرکانس متر FC1100-M3:

ویژگی های متمایز شمارنده فرکانس خط FC1100 به ویژه:

ابعاد برد مدار چاپی دستگاه FC1100-M3: 83mm*46mm.
صفحه نمایش رنگی TFT LCD با نور پس زمینه (مورب 1.44 اینچ = 3.65 سانتی متر).
* حساسیت با توجه به DataSheet MB501L (پارامتر "Input Signal Amplitude": -4.4dBm = 135 mV@50 Ohm، به ترتیب).
** حد بالای سیگنال ورودی توسط قدرت اتلاف دیودهای حفاظتی B5819WS (0.2 W * 2 عدد) محدود می شود.

سمت معکوس فرکانس متر FC1100-M3

حالت اندازه گیری فرکانس کوارتز در فرکانس متر FC1100-M2 و FC1100-M3

مدار مقایسه/سابق برای سیگنال ورودی 0...50 مگاهرتز.

مدار تقسیم کننده فرکانس برای سیگنال ورودی 1...1100 مگاهرتز.

شرح مختصری از فرکانس متر FC1100-M3:

فرکانس متر FC1100-M3 دارای دو کانال اندازه گیری فرکانس مجزا می باشد.
هر دو کانال فرکانس شمار FC1100-M3 به طور مستقل از یکدیگر کار می کنند و می توان از آنها برای اندازه گیری دو فرکانس مختلف به طور همزمان استفاده کرد.
در این حالت، هر دو مقدار فرکانس اندازه گیری شده به طور همزمان بر روی صفحه نمایش نمایش داده می شوند.
"ورودی A" - (نوع اتصال دهنده SMA-FEMALE) برای اندازه گیری سیگنال های نسبتاً با فرکانس بالا، از 1 مگاهرتز تا 1100 مگاهرتز طراحی شده است. آستانه حساسیت پایین این ورودی کمی کمتر از 0.2 ولت است و آستانه بالایی در 0.5 ... 0.6 ولت توسط دیودهای محافظ متصل به پشت محدود شده است. اعمال ولتاژهای قابل توجه به این ورودی هیچ فایده ای ندارد، زیرا ولتاژهای بالاتر از آستانه باز شدن دیودهای محافظ محدود خواهد بود.
دیودهای مورد استفاده اجازه اتلاف توان بیش از 200 مگاوات را می دهند و از ورودی تراشه تقسیم کننده MB501L محافظت می کنند. این ورودی را مستقیماً به خروجی فرستنده های توان بالا (بیش از 100 مگاوات) وصل نکنید. برای اندازه گیری فرکانس منابع سیگنال با دامنه بیش از 5 ولت یا توان قابل توجه، از یک تقسیم کننده ولتاژ خارجی (تضعیف کننده) یا یک خازن انتقالی با ظرفیت کم (واحدهای پیکوفاراد) متصل به صورت سری استفاده کنید. در صورت نیاز به اندازه گیری فرکانس فرستنده، معمولاً یک قطعه سیم کوتاه به عنوان آنتن کافی است که در رابط فرکانس متر قرار دارد و در فاصله کمی از آنتن فرستنده قرار دارد یا می توانید از یک "لاستیک" مناسب استفاده کنید. آنتن باند» از ایستگاه های رادیویی قابل حمل متصل به کانکتور SMA.

"ورودی B" - (نوع اتصال دهنده SMA-FEMALE) برای اندازه گیری سیگنال های نسبتاً کم فرکانس، از 1 هرتز تا 50 مگاهرتز طراحی شده است. آستانه حساسیت پایین‌تر این ورودی کمتر از «ورودی A» و 0.6 ولت است و آستانه بالایی توسط دیودهای محافظ 5 ولت محدود می‌شود.
اگر نیاز به اندازه گیری فرکانس سیگنال های با دامنه بیش از 5 ولت دارید، از تقسیم کننده ولتاژ خارجی (تضعیف کننده) استفاده کنید. این ورودی از مقایسه کننده پرسرعت MAX999 استفاده می کند.
سیگنال ورودی به ورودی غیر معکوس مقایسه کننده عرضه می شود و مقاومت R42 در اینجا وصل می شود که پسماند سخت افزاری مقایسه کننده MAX999 را تا سطح 0.6 ولت افزایش می دهد. یک ولتاژ بایاس به ورودی معکوس MAX999 عرضه می شود. مقایسه کننده، از یک مقاومت متغیر R35، که سطح پاسخ مقایسه کننده را تعیین می کند. هنگام اندازه گیری فرکانس سیگنال های نویز، لازم است دستگیره مقاومت متغیر R35 را بچرخانید تا به قرائت های فرکانس متر پایدار برسید. بیشترین حساسیت فرکانس متر در موقعیت وسط دسته مقاومت متغیر R35 مشاهده می شود. چرخش در خلاف جهت عقربه های ساعت ولتاژ آستانه مقایسه کننده را کاهش می دهد و در جهت عقربه های ساعت افزایش می دهد و به شما امکان می دهد آستانه مقایسه کننده را به بخش بدون نویز سیگنال اندازه گیری شده تغییر دهید.

دکمه "کنترل" بین حالت اندازه گیری فرکانس "ورودی B" و حالت تست تشدید کننده کوارتز سوئیچ می کند.
در حالت تست تشدید کننده کوارتز، لازم است رزوناتور کوارتز در حال آزمایش را به کنتاکت های اضطراری پنل "تست کوارتز" با فرکانس 1 مگاهرتز تا 25 مگاهرتز متصل کنید. کنتاکت میانی این پنل نیازی به اتصال ندارد، بلکه به سیم «مشترک» دستگاه متصل است.

لطفا توجه داشته باشید که در حالت تست تشدید کننده کوارتز، در غیاب کوارتز آزمایش شده در پانل، تولید ثابت در فرکانس نسبتا بالا (از 35 تا 50 مگاهرتز) مشاهده می شود.
همچنین باید توجه داشت که هنگام اتصال تشدید کننده کوارتز مورد مطالعه، فرکانس تولید کمی بیشتر از فرکانس معمولی خود (در عرض چند کیلوهرتز) خواهد بود. این توسط حالت تحریک موازی تشدید کننده کوارتز تعیین می شود.
حالت تست تشدید کننده کوارتز را می توان با موفقیت برای انتخاب تشدیدگرهای کوارتز یکسان برای فیلترهای کوارتز چند کریستالی نردبانی استفاده کرد. در عین حال، معیار اصلی انتخاب تشدیدگرهای کوارتز، نزدیکترین فرکانس تولید ممکن کوارتز انتخابی است.

اتصالات مورد استفاده در فرکانس متر FC1100-M3:

منبع تغذیه فرکانس شمار FC1100-M3:

فرکانس متر FC1100-M3 مجهز به کانکتور استاندارد Mini-USB با ولتاژ تغذیه +5.0 ولت است.
مصرف جریان (بیش از 300 میلی آمپر) - سازگاری با اکثر منابع تغذیه ولتاژ USB را تضمین می کند.
این کیت شامل یک کابل "Mini-USB" "USB A" است که به شما امکان می دهد فرکانس سنج را از هر دستگاهی که چنین کانکتوری دارد (کامپیوتر شخصی، لپ تاپ، USB-HUB، منبع تغذیه USB، شارژر USB AC) و به زودی.

برای منبع تغذیه مستقل فرکانس‌سنج FC1100-M3، باتری‌های پرکاربرد «پاور بانک» با باتری‌های لیتیوم پلیمر داخلی، که معمولاً برای تغذیه تجهیزات با کانکتورهای USB استفاده می‌شوند، مناسب هستند. در این مورد، علاوه بر راحتی آشکار، به عنوان یک امتیاز، عایق گالوانیکی از شبکه و/یا منبع تغذیه دریافت می کنید که مهم است.

ما دستگاه دیگری را که چند روز پیش ساخته شده است را برای بررسی پیشنهاد می کنیم. این یک تستر تشدید کننده کوارتز برای بررسی کارایی (عملکرد) کوارتز مورد استفاده در بسیاری از دستگاه ها، حداقل در ساعت های الکترونیکی است. کل سیستم بسیار ساده است، اما این دقیقا همان سادگی است که لازم بود.

تستر از چندین قطعه الکترونیکی تشکیل شده است:

• 2 ترانزیستور NPN BC547C
• 2 عدد خازن 10nF
• 2 عدد خازن 220 pF
• 2 مقاومت 1k
• 1 مقاومت 3k3
• 1 مقاومت 47k
• 1 LED

با 6 باتری AA 1.5 V (یا کرون) تغذیه می شود. بدنه از جعبه آب نبات ساخته شده و با نوار رنگی پوشانده شده است.

نمودار شماتیک یک تستر کوارتز

نمودار به شکل زیر است:

نسخه دوم طرح:

برای بررسی، کوارتز را در SN1 قرار دهید، سپس سوئیچ را در وضعیت ON قرار دهید. اگر LED به شدت روشن شود، تشدید کننده کوارتز کار می کند. و اگر پس از روشن شدن LED روشن نشد یا خیلی ضعیف روشن شد، با یک عنصر رادیویی آسیب دیده روبرو هستیم.

البته این مدار بیشتر برای مبتدیان است که نشان دهنده یک تستر کوارتز ساده بدون تعیین فرکانس نوسان است. T1 و XT ژنراتور را تشکیل دادند. C1 و C2 - تقسیم کننده ولتاژ برای ژنراتور. اگر کوارتز زنده باشد، ژنراتور به خوبی کار می کند و ولتاژ خروجی آن توسط عناصر C3، C4، D1 و D2 اصلاح می شود، ترانزیستور T2 باز می شود و LED روشن می شود. تستر برای آزمایش کوارتز 100 کیلوهرتز - 30 مگاهرتز مناسب است.