आरएलसी सर्किट के बजाय घड़ियों में क्रिस्टल ऑसिलेटर्स का उपयोग क्यों किया जाता है?

Question

क्वार्ट्ज घड़ियों का समय एक क्रिस्टल थरथरानवाला द्वारा नियंत्रित होता है । यह क्रिस्टल थरथरानवाला प्रभावी ढंग से एक RLC सर्किट बनाता है। यदि ऐसा है, तो एक क्रिस्टल थरथरानवाला के पास कौन से गुण हैं जो इसे RLC सर्किट से अधिक लाभप्रद बनाता है?

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क्योंकि आप कभी भी आवश्यक सटीकता या स्थिरता के साथ आरएलसी सर्किट का निर्माण नहीं करेंगे।

— user207421

Answer 1

क्रिस्टल ऑसिलेटर्स बहुत अधिक सटीक होते हैं, वे छोटे होते हैं, कम लागत पर कम तापमान गुणांक और कम बहाव होता है।

Answer 2

एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल विशेष रूप से स्थिर गुणों के साथ एक यांत्रिक गुंजयमान यंत्र है। क्वार्ट्ज एक बहुत ही स्थिर सामग्री है - यह 'उम्र' नहीं करता है, या तापमान के साथ बहुत अधिक बदलता है। बहुत शुद्ध होने के लिए क्वार्ट्ज तैयार करना और सुसंगत गुण रखना भी संभव है। क्वार्ट्ज भी थोड़ा पीजोइलेक्ट्रिक है - एक विद्युत क्षेत्र एक विक्षेपन का कारण बनता है, और एक विक्षेपण एक विद्युत आवेश उत्पन्न करता है।

जब सही ढंग से कट (एक विशिष्ट अभिविन्यास के साथ क्रिस्टल कुल्हाड़ियों) और सही ढंग से घुड़सवार, यांत्रिक गुणों (मूल रूप से कठोरता) तापमान से स्वतंत्र होते हैं। क्रिस्टल पर संपर्कों का मतलब है कि एक यांत्रिक कंपन विद्युत आवेश उत्पन्न करता है, और जब सही ढंग से (एक एम्पलीफायर के साथ) कॉन्फ़िगर किया जाता है, तो पूरे सिस्टम को स्थिर आवृत्ति पर प्रतिध्वनित किया जा सकता है।

विद्युत रूप से इसे समान गुणों वाले RLC नेटवर्क के रूप में तैयार किया जा सकता है। RLC मान आश्चर्यजनक हो सकता है - आम तौर पर समाई की एक एफएफ और अधिष्ठापन के कई हेनरीज़।

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"आश्चर्यजनक" (चरम) मान बहुत अधिक होता है क्यू: संकीर्ण गुंजयमान शिखर।

en.wikipedia.org/wiki/File:Inside_QuartzCrystal-Tuningfork.jpg

— जैसन

उच्च क्यू मूल रूप से है क्योंकि क्वार्ट्ज में पुनर्स्थापना का एक बहुत ही उच्च (1.00 के करीब) गुणांक है - जब आप झुकते हुए इसमें ऊर्जा संग्रहित करते हैं, तो आप आराम करने पर अधिकांश को वापस प्राप्त करते हैं। विद्युत मॉडल में, यह बहुत कम श्रृंखला आर की मात्रा में है, और अधिष्ठापन के कई हेनरीज़ के साथ, क्यू (डब्ल्यूएल / आर) बहुत अधिक है।

— jp314

Answer 3

जबकि एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल को RLC सर्किट के रूप में तैयार किया जा सकता है, लेकिन यह वास्तव में ऐसा नहीं है।
क्रिस्टल के कट और आयाम इसे एक विशेष आवृत्ति पर प्रतिध्वनित करते हैं और यह असतत आर के, एल एंड सी के सर्किट से बने सर्किट की तुलना में अधिक सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।

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क्या आप बता सकते हैं कि कैसे हम क्वार्ट्ज क्रिस्टल को एक RLC के रूप में सरल उदाहरण के साथ मॉडल कर सकते हैं

— Photon001

एक वास्तविक आरएलसी की तुलना में, क्रिस्टल में एक काल्पनिक उच्च क्यू होता है, जिसका अर्थ है कि गुंजयमान आवृत्ति शिखर बेहद संकीर्ण है। तो, मॉडल "आरएलसी" के रूप में उस कारक को शामिल करना पड़ता है, लेकिन ऐसे मूल्य वास्तविक घटकों के साथ अप्राप्य हैं।

Answer 4

इसका कारण सटीकता है। कैपेसिटर के लिए 2% एक बहुत अच्छा सहनशीलता माना जाता है। मुझे प्रेरकों के बारे में निश्चित नहीं है, लेकिन मुझे उम्मीद है कि यह समान है। रेसिस्टर्स कैपेसिटर या इंडिकेटर्स से बेहतर होते हैं लेकिन आप अकेले रेसिस्टर्स के साथ ऑसिलेटर का निर्माण नहीं कर सकते।

इन नंबरों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए: 1% 36 सेकंड प्रति घंटे या 14 मिनट और प्रति दिन 24 सेकंड के बराबर है, जो एक घड़ी के लिए पूरी तरह से अस्वीकार्य सटीकता होगी।

Answer 5

मेरे अनुभव से, एक थरथरानवाला के आरएलसी घटकों को बदलने के बजाय एक क्रिस्टल जोड़ा जाता है । इसका कारण "जोड़ा गया" है, अकेले आरएलसी घटकों का उपयोग करने की तुलना में किसी दिए गए आवृत्ति को अधिक सटीक रूप से देना और बनाए रखना है । एक क्रिस्टल अधिक सटीकता प्रदान करता है, इसका कारण यह है कि इसे आरएलसी घटकों और इसकी उच्च क्यू विद्युत संपत्ति की तुलना में "तंग" सहिष्णुता के लिए निर्मित किया जा सकता है।

Answer 6

क्रिस्टल थरथरानवाला में सर्किट जटिलता और इकाई मूल्य की अवधि में सस्तेपन के गुण होते हैं जो इसे आरएलसी सर्किट पर लाभप्रद बनाता है। आरएलसी सर्किट को अधिक भागों और समायोजन की आवश्यकता होती है। जब ठीक से डिजाइन और कैलिब्रेट किया जाता है, तो एक RLC घड़ी क्रिस्टल ऑसिलेटर घड़ी की तरह सटीक होती है। यह लागत और आकार के बारे में है।

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वास्तव में? गर्मी के साथ कोई कुंडल विस्तार नहीं? वर्तमान के साथ कोई भिन्नता नहीं है? मैं 98.7-118.7 मेगाहर्ट्ज बैंड में एफएम आरएफ ऑसिलेटर्स से निपटता हूं और मैंने कभी ऐसा नहीं देखा है जो एक घड़ी के लिए पर्याप्त या स्थिर होगा।

— user207421