[criotechnics for quartz X-tal]
Как изменяется частота кварцевого резонатора при охлаждении? Ответ на этот вопрос не может быть однозначным, все зависит от конфигурации резонатора, от его рабочей плоскости. И главное, что нужно понять - характеристика частота/температура -линейная лишь в узкой области рабочих температур. Хорошая книга по резонаторам И. В. Хоменко, А. В. Косых "КВАРЦЕВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ" [1].Используем график, показывающий частотные свойства из данной книги. Хорошо видны экстремумы (точки смена знака функции).
Рекомендация, рекомендацией, а практически данные по продаваемым кварцевым резонаторам скудные.
Приходится покупать и тестировать практически, чтобы понять их характеристики.
Первоначальные опыты по измерению частот на двух температурах: +24 и 0, почти не показывают поведение резонатора на интервале температур см.http://lavrinenkov.blogspot.com/2020/01/hc49s-hc49u-smd.html поэтому я провел опыты по непрерывному охлаждению резонаторов от температуры +24 до температуры -18 градусов, используя морозильную камеру см.http://lavrinenkov.blogspot.com/2020/01/blog-post.html
Наиболее интересные экземпляры, я остужу до температуры -30 градусов, используя элемент Пельтье, и максимальный холодильный режим в морозилке.
Отметим здесь, что КПД элемента Пельтье снижается, со снижением температуры окружающей среды. Так в помещении с температурой +24 градуса, температура холодной пластины снижалась до +10 градусов, т.е. на 14 градусов! (Напряжение 12В, ток около 2 А).
При работе внутри морозильной камеры, температура на холодной стороне модуля опустилась с -24 до -30 градусов, т.е. всего на 6 градусов! (это гораздо меньше, чем могут утверждать характеристики такого элемента - обещают десятки градусов).
Приведенные скриншоты показывают характер изменения частоты от изменения температуры, в линейных участках вычислены коэффициенты Гц/Градус. Чем меньше данный коэффициент по модулю, тем меньше изменяется частота генератора с таким кварцем. Для картинок с температурами -24...-30 первый перепад графика показывает смену частоты, второй показывает отключение элемента Пельтье, с ростом температуры (не анализируется)
Q27-49S4
На участке -24…-29 k=-70/-5=14 Гц/°С
Снижение температуры -30…-50 снизит частоту генерации на 300 Гц.
С учетом рабочего диапазона +30…-60, и допуска на полосу 200 * 2 = 400 Гц. Допуск на участок -30…-50 составляет 400*(20/90)=88 Гц. 300 Гц > 88 Гц, не укладываемся!
Ранее коэффициент был измерен как отрицательный, почему поменялся знак? Мы перешли через экстремум?
Кварц испорчен, нога отвалилась. Второй кварц типа S4 у которого отлетает нога. Их нельзя даже слабо изгибать.
Q25-CREC
Возможно, на слайде +24…-20 мы видим экстремум +/- и далее снижение линейное.
Данные похожи на измерения от 17.01.2020.
Снижение температуры -30…-50 снизит частоту генерации на 133.2 Гц.
С учетом рабочего диапазона +30…-60, и допуска на полосу 200 * 2 = 400 Гц. Допуск на участок -30…-50 составляет 400*(20/90)=88 Гц. 133.2 Гц > 88 Гц, не укладываемся, но уже очень близко!
Q27-черн.бол.
На участке -24…-30 k=-80/-7=11.4 Гц/°С
Снижение температуры -30…-50 снизит частоту генерации на 228 Гц.
С учетом рабочего диапазона +30…-60, и допуска на полосу 200 * 2 = 400 Гц. Допуск на участок -30…-50 составляет 400*(20/90)=88 Гц. 228 Гц > 88 Гц, не укладываемся
Q27-черн.smd.
Если мы видим на этом рисунке экстремум +/-, то
k = -50/-10 = 5 Гц/°С
Снижение температуры -30…-50 снизит частоту генерации на 100 Гц.
С учетом рабочего диапазона +30…-60, и допуска на полосу 200 * 2 = 400 Гц. Допуск на участок -30…-50 составляет 400*(20/90)=88 Гц. 100 Гц > 88 Гц, не укладываемся, но совсем рядом. Кварц с непонятным поведением.
Литература:
[1] И. В. Хоменко, А. В. Косых "КВАРЦЕВЫЕ РЕЗОНАТОРЫ
И ГЕНЕРАТОРЫ" Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ,
2018. – 160 с. : ил.
Лавриненков Игорь / R2AJA
Для связи mail: lis-soft /*at*/rambler точка ру
