ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર: હેતુ, એપ્લિકેશન, ક્રિયાના સિદ્ધાંત, ઉપયોગની લાક્ષણિકતાઓ

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર શેના માટે છે?

આધુનિક ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, માઇક્રોપ્રોસેસર્સ અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ સાથે પૂર્ણ, ઘડિયાળના આક્રમણ વિના ફક્ત અકલ્પ્ય છે. અને જ્યાં ઘડિયાળના ઓસિલેશન્સ પ્રાપ્ત થાય છે, ત્યાં જનરેટર અને ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમની કામગીરી છે, અને જ્યાં ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ છે, ત્યાં રેઝોનન્સ ઘટના અને ગુણવત્તા પરિબળ જેવા મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ બંને આવશ્યકપણે દેખાશે. અહીં આપણે ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર (ઓસિલેટર) નો પરિચય કરાવ્યો છે.

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર (ક્વાર્ટઝ) એ ઉચ્ચ ડિગ્રીની આવર્તન સ્થિરતા સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશનનું જનરેટર છે, જે ક્વાર્ટઝ પ્લેટના પીઝોઇલેક્ટ્રિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે.

ઓપરેશનના સિદ્ધાંત અનુસાર, ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર એ ક્વાર્ટઝ ફ્રીક્વન્સી સ્ટેબિલાઇઝેશન સાથેનું ઓસિલેટર છે. આવા જનરેટરનો ઉપયોગ માપવાના સાધનો, આવર્તન અને સમયના ધોરણો, ક્વાર્ટઝ ઘડિયાળો તેમજ વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોમાં અત્યંત સ્થિર માસ્ટર જનરેટર તરીકે થાય છે.

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરનો ગેરલાભ એ છે કે તે માત્ર ક્વાર્ટઝની રેઝોનન્ટ આવર્તન દ્વારા નિર્ધારિત નિશ્ચિત ફ્રીક્વન્સીઝ પર જ પેદા કરી શકે છે અને વ્યવહારીક રીતે આવર્તન ટ્યુનિંગને મંજૂરી આપતું નથી.

બધા ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર સર્કિટ્સ તેમાં કયા ક્વાર્ટઝ રેઝોનન્સ (સમાંતર અથવા શ્રેણી) નો ઉપયોગ થાય છે તેના આધારે બે મોટા જૂથોમાં વિભાજિત થાય છે. સૌથી વધુ વ્યાપક ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર સર્કિટ છે, જેમાં ક્વાર્ટઝ તેની સમાંતર રેઝોનન્સ ફ્રીક્વન્સીની નજીક કાર્ય કરે છે.

તેથી, ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટમાં ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર એ કોઈપણ માટે અજેય વિકલ્પ છે ઓસીલેટીંગ સર્કિટકેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટરનો સમાવેશ થાય છે. આઉટપુટ ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરનું સૌથી વધુ ક્યૂ-ફેક્ટર છે. જ્યારે એક સારી એલસી સર્કિટ 300ના ક્યૂ-ફેક્ટર સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ક્વાર્ટઝ રિઝોનેટરનું ક્યુ-ફેક્ટર 10,000,000 સુધી પહોંચી શકે છે. જેમ તમે જોઈ શકો છો, શ્રેષ્ઠતા હજારો વખત છે. આમ, ક્યૂ-ફેક્ટરના સંદર્ભમાં કોઈ પણ ઓસીલેટીંગ સર્કિટની સરખામણી ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર સાથે કરી શકાતી નથી.

રેઝોનન્સ આવર્તન પર તાપમાનની અસર વિશે કહેવાની જરૂર નથી. સમાન ઓસીલેટીંગ સર્કિટની રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી તેમાં દાખલ થતા કેપેસિટરના TKE (કેપેસીટન્સનું તાપમાન ગુણાંક) પર ખૂબ આધાર રાખે છે. બીજી બાજુ, ક્વાર્ટઝમાં ખૂબ જ ઊંચી તાપમાન સ્થિરતા હોય છે, આ કારણોસર ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર વિવિધ હેતુઓ માટે ઘડિયાળ આવર્તન જનરેટર માટે ઓસિલેશનના સ્ત્રોત તરીકે તેમની સ્થિતિને નિશ્ચિતપણે પકડી રાખે છે.

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર કેવી રીતે કામ કરે છે

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે અને કાર્ય કરે છે તે સમજવા માટે, તે શું છે તે યાદ રાખવું પૂરતું છે પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસર… સ્ફટિકમાંથી ચોક્કસ રીતે કાપેલા ઓછા-તાપમાનના ક્વાર્ટઝ (સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ)ના સ્લેબની કલ્પના કરો.ક્રિસ્ટલમાંથી વેફરને જે ખૂણા પર કાપવામાં આવે છે તે રેઝોનેટરના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ હવે નિકલ, પ્લેટિનમ, સોના અથવા ચાંદીના સ્તરો જમા કરીને બંને બાજુએ આ પ્લેટ સાથે જોડાયેલા છે અને તેમની સાથે નક્કર વાયર જોડાયેલા છે. આખું માળખું નાના સીલબંધ હાઉસિંગમાં મૂકવામાં આવ્યું છે.

આમ, એક ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી, જે (નીચા-તાપમાન ક્વાર્ટઝની કુદરતી લાક્ષણિકતાઓને કારણે) પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસર ધરાવે છે અને તેની પોતાની રેઝોનન્ટ આવર્તન છે.

જો હવે ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેની આવર્તન પરિણામી ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમની રેઝોનન્ટ આવર્તનની નજીક છે, તો પ્લેટ મહત્તમ કંપનવિસ્તાર સાથે યાંત્રિક રીતે સંકુચિત અને વિસ્તરણ કરવાનું શરૂ કરશે, અને પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસરને કારણે, વધુ નજીક આવશે. લાગુ વોલ્ટેજની આવર્તન રેઝોનન્સ માટે છે, રેઝોનેટરનો પ્રતિકાર ઓછો હશે. આ ઉચ્ચ આવર્તન ઓસિલેટર સર્કિટ સાથે ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરની સમાનતા છે. પરિણામ અનિવાર્યપણે શ્રેણી LC સર્કિટ સાથે સમાન છે.

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરની લાક્ષણિકતાઓ

ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરને સમકક્ષ સર્કિટના સ્વરૂપમાં રજૂ કરી શકાય છે, જેમાં C0 એ મેટલ કેબલ ધારકો અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા રચાયેલી માઉન્ટિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ કેપેસીટન્સ છે. C1, L અને R એ પ્લેટના વિદ્યુત મિકેનિકલ ગુણધર્મોને કારણે પ્રાપ્ત થયેલ વાસ્તવિક ઓસીલેટીંગ સર્કિટના એનાલોગ તરીકે સીધા ઇલેક્ટ્રોડ્સ સાથે પ્લેટની કેપેસીટન્સ, ઇન્ડક્ટન્સ અને સક્રિય પ્રતિકાર છે.

જો આપણે સર્કિટમાંથી માઉન્ટિંગ કેપેસીટન્સ C0 ને બાકાત રાખીએ, તો આપણને સ્પષ્ટપણે શ્રેણી ઓસીલેટીંગ સર્કિટ મળશે.રેખાકૃતિમાં રેઝોનેટરના હોદ્દા માટે, તે પ્લેટો વચ્ચેના ક્વાર્ટઝ સ્ફટિકનું પ્રતીક કરતું લંબચોરસ સાથે કેપેસિટર જેવું લાગે છે.

સોલ્ડરિંગ દ્વારા બોર્ડ પર ક્વાર્ટઝ રેઝોનેટરની એસેમ્બલી અને ડિસએસેમ્બલીની પ્રક્રિયામાં, તે યાદ રાખવું જોઈએ કે 573 ° સે ઉપરના ક્વાર્ટઝનું ઓવરહિટીંગ ક્રિસ્ટલના પીઝોઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોના નુકસાનથી ભરપૂર છે.