Курсовой проект по предмету «Основы радиоэлектроники»

Виды кварцевых резонаторов

По типу корпуса кварцевые резонаторы могут быть выводные для объемного монтажа (стандартные и цилиндрические) и для поверхностного монтажа (SMD). Кварцевые резонаторы могут изготавливаться различной конструкции, иметь разнообразную «упаковку» (корпуса могут быть пластмассовые, стеклянные, металлические, самых разных форм и размеров), но все они предназначены для стабилизации частоты в радиоэлектронных устройствах.

Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы различают:
· по назначению (генераторный, фильтровый и т.д.);
· по заполнению внутреннего объема корпуса (негерметизированный, герметизированный, вакуумный и др.);
· по порядку колебаний пьезоэлемента;
· по числу электромеханических резонансных систем (одинарный, сдвоенный и т.д.).
Активность кварцевых резонаторов является важнейшим параметром для успешной эксплуатации этих приборов. Активность пьезоэлектрического резонатора - качественная характеристика оценки способности кварцевого резонатора возбуждаться в определенных условиях. Активность резонатора не определяется полностью его собственными параметрами. Емкость схемы, в которой работает кварцевый резонатор, оказывает огромное влияние на его активность.
Практически определены оптимальные значения нагрузочной емкости для резонаторов, работающих в схеме на основной частоте колебаний и на механических гармониках. В первом случае нагрузочная емкость должна быть в пределах от 20 до 100 пФ (стандартизованные значения 20, 30, 50 и 100 пФ) и для резонаторов, работающих на механических гармониках (на частотах выше 15 МГц) в схемах последовательного резонанса 12, 15,120 и 30 пФ. Такие нагрузочные емкости обеспечивают сочетание высокой активности и хорошей стабильности частоты.
Режим работы кварцевого резонатора значительно ухудшается, если эксплуатировать его без учета влияния параметров схемы генератора на параметры резонатора. Условия работы кварцевого резонатора и его активность в большой мере зависят от параметров колебательного контура и режима работы кварцевого генератора.
В кварцевых резонаторах, применяемых в фильтрах, используются в основном те же виды колебаний, что и в генераторных кварцевых резонаторах. В фильтрах применяются двух- и четырехэлектродные вакуумные кварцевые резонаторы. В специальных схемах многозвенных кварцевых фильтров наиболее часто используются четырехэлектродные резонаторы как более экономичные. Наличие в любом пьезоэлементе нежелательных резонансных частот наряду с основной частотой колебаний заставляет особенно тщательно выбирать тип среза пьезоэлемента при использовании его в фильтровой схеме. Необходимо, чтобы его нежелательные резонансы были сдвинуты относительно основной частоты, а также не участвовали в основных колебаниях и не влияли на характеристику фильтра. Величина нежелательных резонансов и их сдвиг относительно основной частоты являются определяющими при выборе кварцевых резонаторов для электрических фильтров.
Для уменьшения ухода частоты резонаторов в широких пределах изменения температур используют термостатирование. Кварцевый резонатор помещают в термостат, в котором автоматически поддерживается постоянная температура.
На эквивалентные параметры кварцевых резонаторов влияет ряд причин. Следует отметить, что для практического использования существенно не само значение какого-либо эквивалентного параметра, а его изменение, вызванное переменами влияющего фактора. Динамические параметры кварцевого резонатора определяются физическими константами кварца и размерами. Эти параметры сильно зависят от внешних факторов (например, изменения механического контакта крепления пьезоэлементов в держателе).