एक क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के साथ-साथ यांत्रिक अनुनाद पर बनाया गया है। इसका उपयोग रेडियो स्टेशनों द्वारा किया जाता है, जहां यह वाहक आवृत्ति को घंटों और टाइमर में सेट करता है, उनमें 1 सेकंड का अंतराल तय करता है।
विषय
यह क्या है और इसकी आवश्यकता क्यों है
डिवाइस एक स्रोत है जो उच्च-सटीक हार्मोनिक दोलन प्रदान करता है। जब एनालॉग्स के साथ तुलना की जाती है, तो अधिक कार्य कुशलता, स्थिर पैरामीटर होते हैं।
आधुनिक उपकरणों के पहले नमूने 1920-1930 में रेडियो स्टेशनों पर दिखाई दिए। स्थिर संचालन वाले तत्वों के रूप में, वाहक आवृत्ति सेट करने में सक्षम। वे हैं:
- उन्होंने रोशेल सॉल्ट क्रिस्टल रेज़ोनेटर को बदल दिया, जो 1917 में अलेक्जेंडर एम। निकोलसन के आविष्कार के परिणामस्वरूप दिखाई दिया और अस्थिरता की विशेषता थी;
- उन्होंने पहले इस्तेमाल किए गए सर्किट को कॉइल और कैपेसिटर से बदल दिया, जो उच्च गुणवत्ता वाले कारक (300 तक) में भिन्न नहीं था और तापमान परिवर्तन पर निर्भर था।
थोड़ी देर बाद, क्वार्ट्ज रेज़ोनेटर टाइमर और घड़ियों का एक अभिन्न अंग बन गए। 32768 हर्ट्ज की प्राकृतिक अनुनाद आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक घटक, जो एक बाइनरी 15-बिट काउंटर में 1 सेकंड का समय अंतराल सेट करता है।
उपकरणों का आज उपयोग किया जाता है:
- क्वार्ट्ज घड़ियाँ, उन्हें परिवेश के तापमान की परवाह किए बिना काम की सटीकता प्रदान करती हैं;
- माप उपकरणों, उन्हें संकेतकों की उच्च सटीकता की गारंटी;
- समुद्री इको साउंडर्स, जिनका उपयोग अनुसंधान और निचले मानचित्रों के निर्माण, रीफ्स, उथले को ठीक करने, पानी में वस्तुओं की खोज में किया जाता है;
- आवृत्तियों को संश्लेषित करने वाले संदर्भ थरथरानवाला के अनुरूप सर्किट;
- एसएसबी या टेलीग्राफ सिग्नल के तरंग संकेत के लिए उपयोग की जाने वाली योजनाएं;
- एक मध्यवर्ती आवृत्ति के साथ एक डीएसबी-सिग्नल वाले रेडियो स्टेशन;
- बैंड पास फिल्टर सुपरहेटरोडाइन प्रकार के रिसीवर, जो एलसी फिल्टर की तुलना में अधिक स्थिर और अच्छी गुणवत्ता वाले हैं।
उपकरणों का निर्माण विभिन्न मामलों के साथ किया जाता है। उन्हें आउटपुट में विभाजित किया जाता है, बल्क माउंटिंग में उपयोग किया जाता है, और एसएमडी, सरफेस माउंटिंग में उपयोग किया जाता है।
उनका संचालन स्विचिंग सर्किट की विश्वसनीयता पर निर्भर करता है, जो प्रभावित करता है:
- आवश्यक मान से आवृत्ति विचलन, पैरामीटर स्थिरता;
- डिवाइस उम्र बढ़ने की दर;
- भर क्षमता।
एक क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र के गुण
पहले से मौजूद एनालॉग्स को पार कर जाता है, जो डिवाइस को कई इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में अपरिहार्य बनाता है और डिवाइस के दायरे की व्याख्या करता है।इसकी पुष्टि इस तथ्य से होती है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में आविष्कार के बाद से पहले दशक में (अन्य देशों की गिनती नहीं) 100 हजार से अधिक उपकरणों का उत्पादन किया गया है।
क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र के सकारात्मक गुणों में, जो उपकरणों की लोकप्रियता और मांग की व्याख्या करते हैं:
- अच्छी गुणवत्ता वाला कारक, जिनमें से मान - 104-106 - पहले इस्तेमाल किए गए एनालॉग्स के मापदंडों से अधिक हैं (उनके पास 300 का गुणवत्ता कारक है);
- छोटे आयाम, जिन्हें मिलीमीटर के अंशों में मापा जा सकता है;
- तापमान का प्रतिरोध, इसके उतार-चढ़ाव;
- लंबी सेवा जीवन;
- निर्माण में आसानी;
- मैन्युअल सेटिंग्स का उपयोग किए बिना उच्च गुणवत्ता वाले कैस्केड फ़िल्टर बनाने की क्षमता।
क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र के भी नुकसान हैं:
- बाहरी तत्व आपको आवृत्ति को एक संकीर्ण सीमा में समायोजित करने की अनुमति देते हैं;
- एक नाजुक संरचना है;
- अत्यधिक गर्मी बर्दाश्त न करें।
क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र के संचालन का सिद्धांत
डिवाइस पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के आधार पर काम करता है, जो खुद को क्वार्ट्ज प्लेट पर और कम तापमान पर प्रकट करता है। निर्दिष्ट कोण को देखते हुए तत्व को एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल से काट दिया जाता है। उत्तरार्द्ध गुंजयमान यंत्र के विद्युत रासायनिक मापदंडों को निर्धारित करता है।
प्लेटों को दोनों तरफ चांदी की एक परत के साथ लेपित किया जाता है (प्लैटिनम, निकल, सोना उपयुक्त हैं)। फिर उन्हें आवास में मजबूती से तय किया जाता है, जिसे सील कर दिया जाता है। डिवाइस एक ऑसिलेटरी सिस्टम है जिसकी अपनी गुंजयमान आवृत्ति होती है।
जब इलेक्ट्रोड एक वैकल्पिक वोल्टेज के अधीन होते हैं, तो क्वार्ट्ज प्लेट, जिसमें एक पीजोइलेक्ट्रिक गुण होता है, झुकता है, सिकुड़ता है, शिफ्ट होता है (क्रिस्टल के प्रसंस्करण के प्रकार के आधार पर)। उसी समय, इसमें एक काउंटर-ईएमएफ दिखाई देता है, जैसा कि एक थरथरानवाला सर्किट में स्थित एक प्रारंभ करनेवाला में होता है।
जब प्लेट के प्राकृतिक कंपन के साथ आवृत्ति के साथ वोल्टेज लगाया जाता है, तो डिवाइस में अनुनाद मनाया जाता है। साथ-साथ:
- क्वार्ट्ज का एक तत्व दोलनों के आयाम को बढ़ाता है;
- गुंजयमान यंत्र का प्रतिरोध बहुत कम हो जाता है।
समान आवृत्तियों की स्थिति में दोलनों को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम होती है।
विद्युत सर्किट पर एक क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र का पदनाम
डिवाइस को कैपेसिटर के समान नामित किया गया है। अंतर: ऊर्ध्वाधर खंडों के बीच एक आयत रखा जाता है - क्वार्ट्ज क्रिस्टल से बनी प्लेट का प्रतीक। आयत और संधारित्र प्लेट के किनारे एक अंतर से अलग होते हैं। आरेख के पास डिवाइस का एक अक्षर पदनाम हो सकता है - QX।
क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र का परीक्षण कैसे करें
छोटे उपकरणों के साथ समस्याएँ उत्पन्न होती हैं यदि उन्हें एक मजबूत झटका मिलता है। यह तब होता है जब डिज़ाइन में रेज़ोनेटर वाले उपकरण गिर जाते हैं। उत्तरार्द्ध विफल हो जाता है और समान मापदंडों के अनुसार प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
प्रदर्शन के लिए गुंजयमान यंत्र की जाँच के लिए एक परीक्षक की आवश्यकता होती है। इसे KT3102 ट्रांजिस्टर, 5 कैपेसिटर और 2 रेसिस्टर्स (डिवाइस एक ट्रांजिस्टर पर इकट्ठे क्वार्ट्ज ऑसिलेटर के समान है) पर आधारित सर्किट के अनुसार इकट्ठा किया जाता है।
डिवाइस को ट्रांजिस्टर के आधार से जोड़ा जाना चाहिए और जुड़े हुए कनेक्शन, कनेक्शन में नकारात्मक ध्रुव, एक सुरक्षात्मक संधारित्र स्थापित करके सुरक्षा करना चाहिए। स्विचिंग सर्किट की बिजली आपूर्ति स्थिर है - 9वी। साथ ही, वे ट्रांजिस्टर के इनपुट से, उसके आउटपुट से - कैपेसिटर के माध्यम से - एक आवृत्ति मीटर से जुड़ते हैं, जो गुंजयमान यंत्र के आवृत्ति मापदंडों को ठीक करता है।
दोलन सर्किट स्थापित करते समय योजना का उपयोग किया जाता है।जब गुंजयमान यंत्र अच्छी स्थिति में होता है, जब जुड़ा होता है, तो यह दोलन पैदा करता है जो ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक पर एक वैकल्पिक वोल्टेज की उपस्थिति की ओर ले जाता है। इसके अलावा, वोल्टेज आवृत्ति गुंजयमान यंत्र की एक समान विशेषता के साथ मेल खाती है।
डिवाइस दोषपूर्ण है यदि आवृत्ति मीटर आवृत्ति की घटना का पता नहीं लगाता है या आवृत्ति की उपस्थिति निर्धारित करता है, लेकिन यह नाममात्र मूल्य से बहुत अलग है, या जब टांका लगाने वाले लोहे के साथ मामले को गर्म किया जाता है तो यह बहुत बदल जाता है।
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