Krystalový oscilátor

Zpráva

Peedros · #1 Příspěvek od **Peedros** » 24 čer 2010, 13:47

Ahoj,
prosím může mi někdo laicky vysvětlit,jak funguje krystalový oscilátor? Chápu,že tvoří zpětnou vazbu,ale nechápu,jak u krystalu docílím induktivního charakteru impedance (piercovo zapojení). Může prosím někdo vysvětlit? Dávají se vždy paralelně kondenzátory,ale moudrej z toho nejsem. Fázový posuv je při rezonanci nulový,ne? Díky moc

procesor · #2 Příspěvek od **procesor** » 24 čer 2010, 15:09

Nerozumieš asi komplexnejšie, tu si to pozri.
http://alzat.szm.com/Oscilat/krystal/krystal.htm

Peedros · #3 Příspěvek od **Peedros** » 24 čer 2010, 15:36

procesor.. díky Tě moc,už v tom mám trochu víc jasno..ještě jednu věc, ten tranzistor obrací fázi o 180°, ten obvod je tedy v indukčním režimu, kde naženu ten rozdíl,aby platila oscilační podmínka?

#4 Příspěvek od **Bernard** » 24 čer 2010, 15:45

Rovnice pro mechanickou rezonanci a elektrickou rezonanci jsou si hodně podobné. A když máš elektromechanický měnič, jeho mechanické vlastnosti se projeví i na elektrické charakteristice.

Vem si třeba reproduktor. Ten má na určité frekvenci vlastní rezonaci membrány se závěsem, a na elektrických svorkách se při této frekvenci naměří maximální impedance. Pro klesající frekvenci potom impedance klesá (jako u indukčnosti!), a pro stoupající impedance klesá taky (kapacitní charakter). Reproduktory se mechanicky tlumí tak, aby frekvenční změny impedance nebyly výrazné. Naopak krystaly se dělají se strmou závislostí impedance v okolí rezonanční frekvence.

Elektrický obvod sa zesílením A v dopředném směru a zpětnovazebním přenosem β se rozkmitá za podmínky, že součin β*A = 1. Při rezonanci je tedy nulový fázový posun toho součinu, ne samotného A nebo β.

Peedros · #5 Příspěvek od **Peedros** » 24 čer 2010, 16:14

Ty jo tak já žil v tom že b.A=1 a musí být splněna fázová podmínka k.2pí kde k=1,2,3,4 a utvrzovalo mě v tom zapojení nein. operáku s 3xCR článkem. Každopádně díky

ZdenekHQ · #6 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 24 čer 2010, 18:53

3xCR se používá proto, že to nejsou ideální součástky. Jinak by stačilo 2xCR 8-)

Peedros · #7 Příspěvek od **Peedros** » 24 čer 2010, 19:10

Zdeněk: No a jak je to teda s tím krystalem?

Andrea · #8 Příspěvek od **Andrea** » 24 čer 2010, 19:33

ZdenekHQ píše:3xCR se používá proto, že to nejsou ideální součástky. Jinak by stačilo 2xCR

Ale prd, s ideálností součástek to nemá nic společnýho. Ani ideální RC článek nemá 90 st. posun na na konečné frekvenci.

ZdenekHQ · #9 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 24 čer 2010, 19:42

Nojo, prskavko, prostě je prakticky jednodušší vyrobit posun 3x60° než 2x90°.

ZdenekHQ · #10 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 24 čer 2010, 19:58

A s tím krystalem je to tak - a opět hodně zjednodušeně a při sinusovém průběhu - že se s nárůstem napětí se krystal mechanicky prohne, načež se tvarově vrátí zpět a tím vygeneruje na svých vývodech napětí s opačnou polaritou, t.j. otočené o 180°. Něco, jako když praštíš pěstí do boxovacího pytle. Vhodně zapojený "přilehlý" zesilovač (nikoliv oscilátor, opraveno) slouží pouze k doplňování energie s vhodnou fází, aby krystal kmital na své seriové rezonanci, kde má jeho impedance indukční charakter, a která se při rozlaďování mění přes reálnou na kapacitní a tím celý oscilátor stabilizuje do bodu seriové rezonance.

Tak, a teď mu to popište vědecky.

#11 Příspěvek od **Bernard** » 24 čer 2010, 20:14

On to Peedros chtěl laicky. Takže třeba já k tomu nemám co dodat. :wink:

(Jedině bych snad "přilehlý oscilátor" změnil na "přilehlý zesilovač".)

Zmije · #12 Příspěvek od **Zmije** » 24 čer 2010, 22:02

To se mi nezdá, při sériové rezonanci LC obvodu (a tím i krystalu) je napětí na kapacitě v protifázi k napětí na indukčnosti a tato napětí mají stejnou velikost, tudíž se vyruší, jedíný prvek na kterém je napětí, je ztrátový odpor, ale na něm je napětí ve fázi s proudem, tak kde se tam potom vezme ten fázový posuv 180° ?

#13 Příspěvek od **Bernard** » 24 čer 2010, 22:42

Ony tam jsou ještě další prvky, které to dále zamotají (náhradní obvod krystalu tvoří L1, R1, C2, C3), takže ten přenos β může vypadat třeba takto:

Zmije · #14 Příspěvek od **Zmije** » 24 čer 2010, 23:06

To už vypadá rozumně. Našel jsem celkem zajímavé .pdf, ve kterém je to podrobněji popsáno http://www.bgaudioclub.org/uploads/docs/Crystal_Oscillator_Circuits_Krieger_Matthys.pdf

ZdenekHQ · #15 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 25 čer 2010, 10:31

Pravda je, že s krystalem to není tak jednoduchý, jak se to na první pohled zdá a i já jsem kdysi při pokusech udělal hromadu chyb. Oscilátory nestartovaly, rozkmitávaly se na jiných kmitočtech (bohužel nikoliv harmonických) atd. Když se do toho ještě připlete potřeba modulace kmitočtu, je to docela mazec. Dneska se to dá aspoň simulovat...