Обычное использование этих важных электрических компонентов
Кристаллы служат хранителями времени в большинстве электронных схем. Вы можете получить их в различных упаковках и размерах, в зависимости от частоты и требований к производительности. Кристаллы играют жизненно важную роль во многих приложениях в качестве основного компонента кварцевых генераторов.
Кварцевый генератор — это частотный компонент, который стабилизирует частоту в электрической цепи, делая ее более точной. Кварцевые генераторы представляют собой законченные схемы синхронизации, которые можно использовать в любом приложении, в котором они необходимы, и которые обеспечивают превосходную стабильность и постоянство в требуемом диапазоне температур, сохраняя при этом низкий уровень джиттера и шума.
Любая электрическая схема, требующая стабилизации частоты, потребует кварцевый генератор, чтобы обеспечить точность, необходимую для качественного продукта. Из-за этого требования во многих распространенных электронных приложениях используются кварцевые генераторы. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных:
Бытовая электроника
Одним из наиболее узнаваемых приложений, требующих кварцевых генераторов, является бытовая электроника. Эти продукты могут включать в себя любое из следующего:
- Мобильные устройства (сотовые телефоны, планшеты, электронные книги и т. д.)
- Носимые устройства
- Телевизоры
- Кабельные коробки
- Техника
- Компьютеры (ноутбук и настольный компьютер)
- Игровые системы
- И многое другое.
В этих устройствах кварцевые генераторы необходимы для учета времени и должны использоваться для обеспечения точной и эффективной работы систем. Например, система может иметь множество функций, следующих друг за другом:
- Отправлять/получать команды
- Хранить/отправлять данные
- Внешняя связь с другими устройствами
Кварцевый генератор — это тактовый сигнал в этих системах, который обеспечивает их правильную работу.
Наиболее широко используемый кварцевый генератор в бытовой электронике — это TCXO, что означает кварцевый генератор с температурной компенсацией. Эти генераторы включают в себя схему, компенсирующую температуру кристаллического блока. Они также могут быть изготовлены с различными типами крепления и размерами упаковки. В сочетании с превосходными характеристиками и разумной стоимостью нетрудно понять, почему TCXO так популярен в бытовой электронике.
Измерение
Здесь не так уж сложно увидеть корреляцию. Кварцевые генераторы используются для стабилизации частоты и времени, поэтому измерительному оборудованию, создающему или измеряющему частоту, необходимы внутренние кварцевые генераторы, которые будут служить внутренними стандартами частоты. Внутренние стандарты частоты используются для определения точности измерительного оборудования, поэтому качественные кварцевые генераторы прекрасно справляются с этой ролью.
Некоторые факторы могут нарушить внутренние стандарты частоты системы и вызвать неоднозначность. Эти проблемы обычно можно отнести к одной из следующих причин:
- Температурные эффекты
- Механические эффекты
- Связанный со временем
Температурные и механические воздействия обычно легче понять и смягчить, но проблемы, связанные со временем, обычно необходимо классифицировать, чтобы понять степень неопределенности и найти решения.
- Кратковременная стабильность нарушается любым нежелательным шумом, возникающим в течение любой секунды. Усреднение шума по времени может решить эту проблему.
- Длительное старение вызвано механическим напряжением, загрязнениями и движениями материала.
Измерительное оборудование должно быть в исправном состоянии и точным. Неопределенности временной базы должны хорошо контролироваться, чтобы сохранить эти свойства.
Промышленный
Применяемые во многих приложениях, кварцевые генераторы жизненно важны для промышленных операций. Их можно найти, среди прочего, в следующих продуктах и категориях продуктов:
- Датчики
- Устройства связи
- Компьютеры
- Оборудование
- Модемы
- Цифровые системы
- Дисковый привод
- Морские применения
Кварцевые генераторы в промышленности играют аналогичную роль в бытовой электронике, поскольку они обеспечивают правильное функционирование и точность системы. Кварцевые генераторы создают тактовые сигналы, которые позволяют системам лучше управлять шумом и поддерживать стабильность системы.
Автомобильная промышленность
Кварцевые генераторы встречаются во всех автомобильных конструкциях и системах. Основными автомобильными стандартами являются:
- Международная автомобильная целевая группа (IATF) 16949
- Совет по автомобильной электрике (AEC)-Q100
- АЭК-Q200
Разные стандарты требуют разных типов квалификации автомобилей, при этом самым большим фактором различия является температура. На характеристики кварцевого генератора сильно влияет температура, и стандартная система классификации отражает различные потребности этих кварцевых компонентов. Автомобильный класс 1 является наиболее популярным стандартом с диапазоном температур от -40° до 125°C.
Будучи одной из автомобильных систем, требующих наибольшей точности, GPS является одним из приложений, в которых наиболее сильно используются кварцевые генераторы в автомобилях. Это также один из самых простых способов указать на прямые факторы производительности, на которые влияют прямые функции кварцевого генератора.
| Функция кварцевого генератора | Функция GPS |
| Время разминки | Время первого исправления (время, необходимое GPS для определения вашего местоположения) |
| Власть | Продолжительность миссии |
| Кратковременная стабильность (0,1-100 секунд) | Точность измерения дальности, отслеживание ускорения, устойчивость к замерзанию |
| Кратковременная стабильность (до 15 минут) | Время до последующего исправления (время, необходимое GPS для расчета быстрых изменений) |
| Фазовый шум | Отслеживание и демодуляция данных |
Космос
Спутники являются важной частью космической инфраструктуры и жизненно важны для космических систем. Кварцевые генераторы служат ключевым целям спутниковых функций, включая отслеживание времени и передачу сообщений. Поскольку спутники полагаются на позиционирование и передачу данных в реальном времени, точность становится еще более важной. При добавлении сложных условий и неблагоприятных температур в космосе потребность в качестве и долговечности возрастает наряду с точностью, когда речь идет о кварцевых генераторах.
Кварцевые генераторы с печным управлением (OCXO) наиболее подходят для космических применений, поскольку они включают в себя источник тепла или печь, которая нагревает кристалл для поддержания необходимой температуры. Эти осцилляторы играют роль в выводе космических путешествий и открытий на новую высоту.
Кварцевые генераторы – универсальный компонент, используемый во многих отраслях промышленности
Кварцевые генераторы не только жизненно важны для точного функционирования многих повседневных систем, но и универсальны в своем применении. По мере развития и роста вышеупомянутых отраслей и их технологий будут расти и требования и возможности кварцевых генераторов. Это приведет к появлению новых возможностей как в отрасли электротехнических компонентов, так и в технологии в целом.