水晶発振器回路 – 時間を追跡したり、無線送信機と受信機の周波数を安定させたりしたいエンジニアやメーカーですか？そうであれば、負荷容量付き水晶振動回路について大まかな知識が必要です。これで、時間を追跡したり、時計信号を提供したりする腕時計のようなプロジェクトを作ることができます。また、RF発振器では、通常、水晶発振器回路が発見されます。
そこで、本稿では、水晶発振器について広く議論する。
水晶発振器回路とは何ですか？
水晶振動子マップ
ソース: ウィキ共有
要するに、水晶発振器回路は、特定の周波数を発生するデバイスを搭載電子回路基板である。また、振動結晶の機械共振と一緒に動作して、一貫した周波数を発生する電子発振器回路でもある。
また、水晶発振器から発生する周波数を以下の用途に用いることができる。
クオーツ時計追跡時間
デジタルICに安定した信号を発生する
広範囲のラジオ受信機と送信機の周波数を安定させ、維持する
また、水晶発振器は圧電や電歪を変換することに大きく依存して効率的に動作する。電場の中で水晶結晶の形を変えると、この過程が起こります。
水晶発振器回路 – 水晶発振器はどのように動作しますか？
水晶発振器は逆圧電効果の原理を用いる。共振回路には、抵抗（結晶の内部構造摩擦）、インダクタンス）、結晶質量）、コンデンサC1）結晶の機械的成型によるコンデンサ）、コンデンサC2）コンプライアンス）がある。
したがって、電気モデルフィールドを回路に適用すると、材料によっては機械的な変形が生じることがあります。この過程は結晶の反対側にも電位差を生じます。
同様に、一方の面に電位差が加わると、機械的ストレスが発生します。この機械的ストレスは圧電効果である。
通常、この回路に使用する最適な結晶は石英である。また、ほとんどの共振器よりも優れています 石英は携帯に便利です。また、それらは高度に安定しており、経済的に関連しており、入手が容易であり、良好な品質要因を持っている。
つまり、圧電結晶に適切な交番電位を与えると、機械的振動が発生します。また、交流電圧の周波数範囲が結晶の自然周波数と等しい場合、最大の機械的振動幅が得られます。
水晶発振器回路 – また、等価回路は結晶の動作モードを説明した。また、水晶発振器には並列共振と直列共振の2種類の基本共振がある。
水晶振動回路をどのように構築しますか？
水晶発振器回路のいくつかの例を以下に示します。
1.水晶発振器回路 – 74LS04の水晶発振器回路を使用する
74LS04の水晶発振器を使用する
ソース: 研究の扉⊕陳暁
デジタルアプリケーションでは、このような回路がよく見られます。これは異なる波形が発生するからです。また、基準時間として周波数範囲を作成するのに役立ちます。
回路には次のようなデバイスが使用されています。
結晶と抵抗が接続する
RC発振器回路の容量と抵抗
コンデンサとリード線付きLC発振回路
水晶発振器回路 – 作動原理
この回路は水晶発振器を用いて設計されており、1MHzから10MHz（まで、2つの抵抗が同じ（1Kから4.7K）の抵抗に合う。IC1並列共振内の2つのインバータゲートと一緒に動作します。
使用する水晶振動子によりますが、1MHz～10MHzのオーバートーン周波数が出力可能です。もちろん、出力周波数の安定性に若干の不具合が生じる場合があります。
これは回路動作時の温度変化により発生します。その結果、水晶の容量に影響を与え、周波数の公差が生まれます。しかし、この回路をLCやRCネットワークを使用した一般的な発振器と比較すると、その値は小さくなります。
さらに、この回路は低消費電流を使用しています。したがって、5Vの定電源を選ぶことができます。また、DCレギュレータIC2-78L05に9～12VのDCV電源を使用すれば、出力を安定した電圧に保つことができます。
コンデンサ(C1,C2)で電流をフィルタリングすると、C2が高周波を引き込み、回路を妨害から守ることができます。
とはいえ、この回路に必要な部品は以下の通りです。
XTAL1 – 1MHzから10MHzまでの水晶振動子
R1, R2 – 1K〜4.7K (1/4W + 5%)
C3 – 2.2μF (16V)の電解コンデンサ
IC1 – 74LS04、インバータゲートIV
C1 – 10µF (16V)電解コンデンサ
IC2 – 78L05 (5V)
ユニバーサル PCB ボード
D1 – 1N4001 (1A 50V) ダイオード
C2 – 0.1µF (50V)ポリエステル
TTL 74LS04で回路をテストする
この回路は安くて簡単なので、水晶とTTLのSN7404、そして4つの抵抗が必要です。抵抗（R1～R4）は、水晶がフィードバックをかけながら、ツリーインバーターゲートを線形領域にバイアスすることになります。
また、発振は水晶の一次周波数のみで行われます。そして、5V p-pで、出力信号が方形波発振器を形成するようにします。
2.水晶発振器回路 – オーバートーン発振器
オーバートーン発振器
出典Researchgate ℅ Peter Pfeiferさん
オーバートーン発振器は、標準カットの水晶が作れず、水晶ウエハがかなり薄い場合に有効です。例えば、発振器には、周波数源となる144送信機の同調負荷があるはずです。
そして、その負荷は通常、水晶の一次周波数の奇数倍を持っています。したがって、この用途にはオーバートーン発振器が最も適しています。この発振器のオーバートーン水晶は11.6MHzで、34.8MHzの第3高調波にチューニングしています。
この回路の1次側ターンは出力トランス(Amidon T-50_6)で15ターンです。2次側ターンについては、セットアップに何を接続するかによって異なります。従って、出力がより三重の回路に従えば、このデバイスは104MHzの水晶のトランシーバーのソースとなります。
3.CD4060の水晶発振回路
CD4060を使った水晶発振器
ソースはこちらリサーチゲート
とはいえ、このコースはIC4013とIC4060で構成されています。この回路は、1Hzや2Hz程度の周波数の大きさです。そして、一般的なデジタル時計や通常の時計回路に使用することができます。また、IC4060は単発の発振器、カウンタです。また、IC4060は単発の発振器とカウンタであり、外付けのコンデンサと抵抗で周波数を決定することができます。
さらに、IC4060は水晶振動子を搭載しており、この回路の標準的な周波数発生器となっています。コンデンサは、周期調整に役立つので省きません。また、IC4060にはカウンタが内蔵されており、2Hzの周波数で3番ピンを分周しています。また、クロック信号の周波数を2つ分周したい場合は、IC4015を使用します。
4.水晶発振器回路 – 高周波発振器
RF発振器の回路設計
ソースはこちらリサーチゲート ℅ CCBY
回路図をよく見ると、左下にメインの水晶発振器があるのがわかります。また、小さな1Wのパワーアンプが見えます。
この部品は、ローパスフィルターと整合回路の駆動に役立っています。
そして、発振器はキーシェイピング回路でオン・オフを切り替えます。
その結果、回路の起動・停止を穏やかに行うことができます。さらに、クリック感の伝達を避けることができます。
このデバイスは、より多くのパワーときれいな波形を提供しますが、それはすべてFET発振器のドレイン回路のおかげです。興味深いことに、このコースでは40mアマチュアバンドのQRPモールス信号や連続波（マイクロスイッチ）送信機から電力が来ています。
5.インバーティングゲート発振器
インバーティングゲート発振器
出典Researchgate
反転ゲート発振器は、あなたが作ることができる最も単純な発振器の一つです。最も良い部分は、あなたが動作しますほとんどすべての反転ゲートCMOSを選ぶことができるということです。つまり、74HC14、4069、74HC04などの反転ゲートCMOSを使用することができます。
さらに、オールデジタルゲートは、通常、再び持っています。しかし、アンプのように動作させたい場合は、1M5程度以上の抵抗でバイアスをかけてください。また、回路は1800の位相シフトを提供することがあります。そして、3600の正帰還を行い、発振を開始させるには、コンデンサを使うしかないでしょう。コンデンサを使用することで、残りの位相シフトを提供することができます。
とはいえ、この回路の部品はどれも重要ではありません。ですから、コンデンサ（C1、C2）は10pから100pの範囲でかまいません。一方、抵抗（R1）は10Kから10Mの間でかまいません。要するに、水晶のカットと周波数によって、値を決めてください。
正確な値が欲しい場合はどうすればいいのでしょうか？C1が可変コンデンサであることを確認すれば得られます。しかし、その精度を必要としない場合は、2つ目の39pコンデンサを選択します。
水晶発振器のアプリケーション
あなたは、次の重要なアプリケーションのために水晶発振器を使用することができます。
ビデオゲーム
モデム
パーソナルコンピュータ
車載用アプリケーション
テレコミュニケーション
エンジン制御
デジタルシステム
GPSシステム
温度センサー
ケーブルテレビシステム
結論
水晶発振回路の詳細な情報を持っていると、主にDIYで特定の電子機器を作成する際にかなり有利になることは間違いありません。
我々はこの記事を書いた理由です-水晶発振器回路について学ぶためのあなたの旅に役立つ。
したがって、我々は、この記事に関するご質問のいずれかにお答えさせていただきます。だから、私達に連絡すること自由に感じなさい、私達はできるだけ早くあなたに戻って得られます。
