الهزّازات ذات بلّورات التحكّم

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

يمكننا – في حال لم نرغب دوماً بتغيير تردّد هزّاز الـ RF– استخدامُ بلّورة كوارتز، وتُدعى أيضاً بـ بلّورة كهرو ضغطيّة – بدلاً من دارة LC مُولَّفة.

تؤمِّن الهزّازات ذات بلّورات التحكّم (Piezoelectric Crystal) استقراراً أفضل من ذاك الذي لهزّازات الـ LC المُولَّفة.

 

– دارة بيرس

يُوضِّح الشكل 8-6 هزّاز بيرس (Pierce Oscillator)، وهو أحد أكثر التصاميم ذات بلّورات التحكّم شيوعاً. لدينا عند A ترانزستور ثنائي القطبية من النوع NPN، بينما نستخدم في B ترانزستوراً JFET بقناة N.

يمكننا أن نشذّب (نضبط) التردّد بحوالي ±0.1% من قيمة التردّد وفق التصميم إذا وصلنا ذاتية الحث على التسلسل مع البلّورة، أو إذا وصلنا مكُثّفةً على التوازي مع البلّورة.

يعتمد التردّد الأساسي للهزّاز ذي بلّورة التحكّم على سماكة البلّورة، وأيضاً على الزاوية التي قُطِعت وفقها البلّورة في الأصل من عيّنة الكوارتز. تتغيّر تردّدات البلّورات مع تغير درجات الحرارة، ومع ذلك فإن البلّورات في غالبية الأوضاع العمليّة تُبدي استقراراً تردّديّاً أفضلَ ممّا تُبديه دارات الـ LC الطنينيّة.  

 

فكرة مفيدة:  تُوضع بعض الهزّازات البلّوريّة في حجراتٍ معزولةٍ حراريّاً يتمّ التحكّم بدرجة حرارتها، وتُدعى بأفران بلّوريّة.

تُحافظ هذه البلّورات على تردّدها بشكلٍ دقيقٍ جداً بحيث يمكننا استعمالُها كأجهزة قياسيّة للتردّد من أجل معايرة هزّازات أخرى، إذ لا يحيد تردّدها إلاّ نادراً بأكثر من بضعة أجزاء من المليون عن قيمته الأصليّة (على سبيل المثال، تتغيّر التردّدات العامِلة من رتبة عدّة مئات من الكيلو هرتز بمقدار بضعة هرتزات فقط).   

 

– دارة راينارتز

يؤمّن هزّاز بلّورة راينارتز (Reinartz Crystal Oscillator) فعاليّةً عاليةً وخرجَ إشارةٍ توافقيّاً أصغريّاً. وكحال الهزّازات الأخرى، يمكننا من أجل المكون الفعّال استعمالُ إمّا الترانزستور ثنائي القطبية أو ترانزستور الأثر الحقلي.

يقدِّم الشكل 8-7 رسماً تخطيطيّاً لهزّاز راينارتز يستخدم ترانزستوراً JFET بقناة N. نُدخِل دارة مكثّفة -وشيعة LC في خط المصدر ونولّفها لما يقارب نصفَ تردّد البلّورة.

نولِّف دارة LC الطنينيّة الموضوعة على التوازي في خطّ المصرِف – والمُشكَّلة من تركيبة المكثّفة المتغيّرة والوشيعة الأوّليّة لمحوِّل الخرج – على تردّد يعلو بقليل تردّد البلّورة الأساسيّ وفق تصميمِه

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]