Kolekcje

Starzenie kryształów kwarcu: długoterminowa stabilność i dokładność

Starzenie kryształów kwarcu: długoterminowa stabilność i dokładność


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Rezonatory kwarcowe są stosowane w filtrach i oscylatorach jako obwody rezonansowe o wysokiej wydajności.

Te rezonatory są znane ze swojej wysokiej wydajności i stabilności, ale z czasem zmieniają swoją częstotliwość bardzo nieznacznie w procesie znanym jako starzenie.

Chociaż zmiany częstotliwości są małe, są one trwałe i mogą mieć wpływ w niektórych zastosowaniach, w których dokładność częstotliwości ma duże znaczenie.

Możliwe jest zminimalizowanie zmian wynikających ze starzenia kryształu kwarcu w procesie produkcyjnym i podczas użytkowania.

Podstawy starzenia kryształów kwarcu

Starzenie się kryształu kwarcu jest spowodowane wieloma różnymi czynnikami. Kryształy Differneta starzeją się w różnym tempie, co można przypisać wielu czynnikom: niektórym w procesie produkcji, a innym sposobowi ich wykorzystania.

  • Zmiana powierzchni kryształu:
  • Zanieczyszczenie sieci krystalicznej:
  • Efekty termiczne:
  • Zmęczenie drutu:
  • Zużycie cierne:
  • Poziom jazdy:

Poziom starzenia można zminimalizować na wiele sposobów, zarówno podczas produkcji, jak i użytkowania:

  • Ograniczenie starzenia w produkcji: Podczas produkcji powinny być zamknięte w środowisku gazu obojętnego, zapewniając dobre uszczelnienie, aby inne gazy nie dostawały się. Również końcowe etapy przygotowania krystalicznego półfabrykatu muszą być przygotowane możliwie najdokładniej. Zamiast docierania półwyrobu w celu dostosowania go do odpowiednich wymiarów, stosuje się trawienie chemiczne. W ten sposób następuje minimalne zakłócenie sieci krystalicznej, a to z czasem zmniejsza wnikanie zanieczyszczeń, które powodują starzenie.
  • Zmniejszenie starzenia w użyciu: Projekt obwodu, w którym zostanie użyty kryształ, również ma wpływ. Utrzymując ponownie niskie poziomy napędu, starzenie się kryształów będzie mniejsze.

Zgodnie z oczekiwaniami, tempo zmian częstotliwości kryształów zmienia się wraz z upływem czasu po wyprodukowaniu. Maksymalna szybkość zmiany częstotliwości występuje natychmiast po wyprodukowaniu, a następnie zanika. Jako przewodnik stwierdzono, że jest to najszybsze w ciągu pierwszych 45 dni działania. Mimo to przez cały okres życia kryształu zawsze występuje pewien stopień starzenia. Ze względu na fakt, że największe tempo zmian następuje bezpośrednio po wyprodukowaniu, artykuły o wysokiej tolerancji są uruchamiane przez pewien czas przed wysyłką. W przypadku elementów o bardzo wysokiej tolerancji może to wydłużyć się do kilku miesięcy eksploatacji.

Po ustabilizowaniu się tempa starzenia można stwierdzić, że można podać typowe wartości dla wielu typów. Stwierdzono, że jedną z głównych różnic jest rodzaj zastosowanej enkapsulacji. Dwie najczęstsze metody hermetyzacji kryształów z otworami przelotowymi to zgrzewanie oporowe i zgrzewanie na zimno. Dają one zazwyczaj wartości około 5 części na milion (ppm) dla hermetyzacji zgrzewanej oporowo i 2 ppm dla hermetyzacji zgrzewanej na zimno przy użyciu uchwytu HC43 / U. Oba poruszają się w dół. W niektórych przypadkach można również znaleźć kryształy w szklanej obudowie. Te mają tendencję do poruszania się w górę i mogą mieć tolerancję lub nieco mniej niż 5 ppm. Istnieje również wiele różnych kryształów montowanych powierzchniowo. Typowy pakiet z tworzywa sztucznego lub pakiet ze szwem szklanym może dawać około ± 5 ppm, podczas gdy pakiet ze spoiną metalową może dawać mniej niż 3 ppm.

Jeśli kryształ jest utrzymywany w tym samym obwodzie i w tej samej temperaturze, to efekty starzenia mogą ustabilizować się po kilku latach eksploatacji. Jednak jeśli zostaną one zmienione, mogą spowodować zmianę tempa starzenia. Może nawet zmienić kierunek.

Minimalizowanie efektów starzenia

Czystość środowiska wokół kryształu jest jednym z głównych sposobów ograniczania starzenia. Dlatego ważne jest, aby upewnić się, że opakowanie kryształów lub kapsułka nie zostaną w żaden sposób uszkodzone. Uszczelka nie powinna być uszkodzona, a szpilki wygięte, ponieważ może to spowodować jej pęknięcie.

Tam, gdzie wymagana jest bardzo wysoka wydajność, często oscylatory są wstępnie starzone, tj. Pracują w temperaturze, aby zapewnić, że okres maksymalnego starzenia minął, zanim urządzenie zostanie dostarczone.

Efekty starzenia rezonatora kwarcowego będą zawsze obecne. Dlatego konieczne jest zapewnienie metod precyzyjnej regulacji częstotliwości w obwodach, w których dokładność częstotliwości ma ogromne znaczenie. Konieczne jest również przeprowadzanie okresowej kalibracji, gdy ważna jest dokładność częstotliwości. W wielu obwodach problem może nie być ważny. Aby zminimalizować skutki starzenia się kryształów, można kupić odpowiednie kryształy, a następnie zaprojektować dowolny obwód tak, aby zminimalizować te efekty. Pomaga również utrzymanie kryształu w stałej temperaturze.


Obejrzyj wideo: Anataz w kwarcu - Anatase in quartz from Jegłowa, Poland (Lipiec 2022).


Uwagi:

  1. Doujind

    stare zdjęcia

  2. Atelic

    To mi nie odpowiada.

  3. Simao

    Na jakiejś witrynie przeczytałem już prawie taki sam zbiór informacji, ale i tak dziękuję

  4. Abbotson

    Moim zdaniem jest to oczywiste. Spróbuj wyszukać Google.com, aby uzyskać odpowiedź na swoje pytanie

  5. Arashigis

    Myślę, że nie masz racji. Oferuję to omówienie.



Napisać wiadomość