Применение в технике кварцевых генераторов

Кварцевый генератор — это генератор колебаний, которые синтезируются входящим в состав генератора кварцевым резонатором или пьезоэлементом. Колебания кварцевых генераторов характеризуются высокой стабильностью частоты, что обусловлено высокой добротностью резонатора.

Пожалуй, это самые распространенные источники тактовых импульсов, которые нашли применение повсеместно, по сути, в любой схеме разнообразных приборов. Например, в системах передачи информации, радиолокации, радионавигации, радиосвязи, средствах радиотехнических измерений, в вычислительной технике, телеметрии, бытовых радиоприборах. Также традиционно применяют кварцевые генераторы для того, чтобы измерить давление, деформацию, температуру, ускорение, влажность и прочие физические параметры.

Трудно оспорить тот факт, что кварцевые генераторы отличаются высокой стабильностью характеристик. Как невозможно отрицать простоту этих универсальных приборов, причем в самых разных условиях. И все это при явно низкой цене.

Частота колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких килогерц до сотен мегагерц. Частота находится в зависимости от размеров резонатора, как и от его упругости и пьезоэлектрической постоянной, а также от формы кристалла. Схема кварцевого генератора обычно проста в настройках и регулировках.

Многие кварцевые генераторы в цифровой технике разработаны по одной и той же схеме, отличающейся простотой и нуждающейся всего в одном инверторе, резисторе и в двух конденсаторах.

Чтобы не перегружать выход, такой генератор нагружают только на один-два КМОП-входа, а на выходе устанавливают еще и буферный элемент. Если частота с выхода подается, допустим, лишь на вход КМОП-счетчика, то можно будет обойтись и без него.

Пара¬метры всех элементов можно изменять. Причем в достаточно больших пределах, скажем, емкость конденсаторов может меняться от 10 до 100 пФ. Сопротивление ре¬зистора R1 может меняться от 1 до 20 МОм, R2 — от нуля до сотен килом.

Схема потребля¬ет несколько десятков микроампер при напряжении питания 5 В. Этого достаточно, чтобы она устойчи¬во работала для кварцев с частотами от десятков килогерц до 1 МГц для «классической» КМОП и до 10 МГц для КМОП-элементов из быстродейст¬вующих серий. Отметим при этом, что некоторые старые отечественные кварцы, типа вроде РК-72, могут создать вам проблемы.