वायुमंडलीय दबाव के साथ क्वार्ट्ज क्रिस्टल के गुंजयमान आवृत्ति में परिवर्तन?

Question

हमारे पास एक नंगे क्वार्ट्ज क्रिस्टल है और हम इसकी प्रतिध्वनि आवृत्ति को बहुत अधिक सटीकता (1 पीपीबी) तक माप रहे हैं। चूंकि यह वायुमंडलीय दबाव और निर्वात के बीच का चक्र होता है इसलिए यह आवृत्ति में परिवर्तन प्रतीत होता है। क्या ऐसा इसलिए हो सकता है क्योंकि क्रिस्टल को संकुचित किया जा रहा है? यदि ऐसा है तो मैं आवृत्ति में परिवर्तन की गणना कैसे कर सकता हूं?

तापमान नियंत्रित वातावरण में अप्रत्याशित परिवर्तन, लगभग 400 पीपीबी है

Comments

जिज्ञासा से बाहर, आवृत्ति में परिवर्तन का कितना महत्वपूर्ण आप देख रहे हैं? मुझे यकीन है कि परिवेश के दबाव से प्रभाव होगा, लेकिन यह तापमान में भी बदलाव हो सकता है, परिवेश के तापमान पर वापस आ सकता है जब इसके पास फिर से गर्मी का आदान-प्रदान करने के लिए इसके चारों ओर हवा हो। और मैं कुछ तापमान परिवर्तन इसकी आवृत्ति बदल जाएगा।

— चूल्हा

यह एक मोहरबंद इकाई है, इसलिए धातु के मामले पर शरीर उत्पन्न होगा जब दबाव नाममात्र से ऊपर या नीचे लिया जाता है। इसका कुछ असर होगा। आपने कितना बदलाव देखा? इसके अलावा, क्या यह श्रृंखला या समानांतर अनुनाद था जिसे आप माप रहे थे और क्या यह क्रिस्टल इसकी श्रृंखला या समानांतर प्रतिध्वनि पर इस्तेमाल होने के लिए निर्दिष्ट था?

— एंडी उर्फ

@Andyaka यह एक बेस क्रिस्टल है जो निर्वात के लिए खुला है

— डिर्क ब्रुअर

वायुमंडल के लिए खुला होने पर आर्द्रता का प्रभाव भी कम होना चाहिए। 'Q' को कम करना।

— ऑप्शनपार्टी

जब आप निकट पूर्णता के स्तरों पर काम कर रहे होते हैं, तो कुछ ऐसा खोजना आसान होता है जो इसे कम परिपूर्ण बनाता है।

— Sparky256

Answer 1

याद रखें कि एक क्रिस्टल यांत्रिक गति पर काम करता है। जब हवा में कुछ कंपन होता है, तो कुछ शक्ति हवा में स्थानांतरित हो जाती है। उदाहरण के लिए, लाउडस्पीकर इस पर भरोसा करते हैं।

हवा में कंपन करने वाली कोई भी चीज ध्वनि उत्पन्न करेगी, जिसका अर्थ है कि हिलने वाली चीज से कुछ शक्ति हवा में स्थानांतरित हो जाती है। क्रिस्टल के चारों ओर हवा के साथ, प्रतिध्वनि में संग्रहीत कुछ ऊर्जा प्रत्येक चक्र में हवा में खो जाती है। प्रभावी रूप से यह क्रिस्टल के क्यू को कम करता है। यह प्रभाव काफी छोटा होना चाहिए, लेकिन यह PPB स्तर पर इसे मापने में सक्षम होने के लिए खिंचाव की तरह प्रतीत नहीं होता है।

Answer 2

यह वैक्यूम के लिए एक बेस क्रिस्टल ओपन है

फिर यांत्रिक आंदोलन पर भिगोना दबाव पर निर्भर है और यह गुंजयमान शिखर (श्रृंखला और समानांतर) को थोड़ा बदल सकता है। यह ध्वनि तरंगें उत्पन्न करेगा जो गुंजयमान सर्किट को नुकसान का प्रतिनिधित्व करता है और एक वैक्यूम में यह नुकसान कम होगा और यह संभावना है कि गुंजयमान आवृत्ति थोड़ी बढ़ जाएगी।

Answer 3

$x$$x$$d$

$$f=\frac{2.86}{d}\quad\text{($\mathrm{MHz}$)}\tag{1}\label{1}$$ $d$$d$ $$\varepsilon_{xx}=-\frac{1}{K_x}\sigma_{xx}\tag{2}\label{2}$$

• $\varepsilon_{xx}\equiv \frac{\Delta d}{d}$
• $\sigma_{xx}\equiv p_x$$x$
• $K_x$$x$

संक्षेप में, दबाव निश्चित रूप से एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल के गुंजयमान आवृत्ति को प्रभावित करता है : अपने क्वार्ट्ज क्रिस्टल की उपरोक्त सूत्रों और (ज्ञात?) विशेषताओं के सावधानीपूर्वक उपयोग से, आप मूल्यांकन करने की कोशिश कर सकते हैं कि क्या यह वास्तव में है जो आपको " इतना बड़ा "प्रतिध्वनि आवृत्ति में परिवर्तन आप मापते हैं। अंत में, मुझे आपके साथ कुछ नोट्स साझा करने दें :

• $\eqref{1}$
• $\eqref{2}$

[१] ब्लैकबर्न, जेएफ (१ ९ ४ ९), घटक हैंडबुक , एमआईटी विकिरण प्रयोगशाला श्रृंखला १,, न्यू-यॉर्क, टोरंटो और लंदन: मैकग्रा-हिल बुक कंपनी, इंक।

Answer 4

प्रभाव को देखने का एक और तरीका (हालांकि सिर्फ एक अनुमान) है कि जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, क्रिस्टल के साथ-साथ अधिक वायुमंडल हिलता है क्योंकि यह (त्वचा की गहराई) और एक अर्थ में, अपने द्रव्यमान को बढ़ाता है, इस प्रकार इसके कंपन को धीमा कर देता है। बेशक, यह मॉडल अलग हो जाता है अगर कंपन दर ध्वनि की गति से ऊपर क्रिस्टल गति को डालती है ...।

Answer 5

दूसरों ने मुझे क्या लिखा है इसके अलावा, यह है कि त्रुटि आवृत्ति प्रेरक समाई पर प्रभावी भार समाई अनुपात पर निर्भर करती है श्रृंखला श्रवण के अलावा जो एक प्रतिध्वनि क्यू-मूल्य में परिणाम करता है। मैंने अपने मानक AT कट के घटता के परिवार के लिए VLF के लिए 5 ° X-कट से कई अलग-अलग प्रकार के क्रिस्टल के साथ काम किया है, जिसमें तीसरे क्रम का तापमान प्रतिक्रिया और Q> 10,000 और बहुत अधिक 100,000 या उससे अधिक का क्यू उच्च है SC कट क्रिस्टल आमतौर पर सभी OCXO में पाए जाते हैं।

किसी भी क्रिस्टल की केंद्र आवृत्ति की ध्रुव क्षमता केवल Q और अधिकतम / न्यूनतम संधारित्र अनुपात पर निर्भर करती है। मैं मान रहा हूं कि यह समानांतर प्रतिध्वनि के लिए है। 400 पीपीबी या 0.4 पीपीएम के अपने परिणामों को ध्यान में रखते हुए, मुझे उम्मीद है कि यह एक मानक एटी-कट क्रिस्टल है। इन्हें कम से कम +/- 200 पीपीएम तक खींचने की उम्मीद की जा सकती है। मैं यह भी मान सकता हूं कि आपने एक एंगल कट चुना है जो आपके अन्य टी सेटपॉइंट या कुछ तापमान पर अशक्त ढलान बिंदु पर तापमान के प्रति शून्य संवेदनशीलता पैदा करता है।

इसलिए 0.4 / 200 [पीपीएम / पीपीएम] का अनुपात केवल 0.2% है लेकिन जाहिरा तौर पर अत्यधिक है। एक बीहड़ एससी कट क्रिस्टल 1000x छोटा होना चाहिए।

मुझे उम्मीद है कि यह अंतर्दृष्टि आपकी त्रुटि सुधार की दिशा में मदद करती है।

अपने करियर में एक समय में मैं किसी भी एटी क्रिस्टल का परीक्षण कर सकता था और 40C, 70C पर केवल दो एफ माप द्वारा f = T से <100 ppb के 3rd ऑर्डर समीकरण को एक्सक्लूसिव कर सकता था, जो कि बहुपद वक्र वक्र द्वारा प्राप्त समीकरण से। इससे उत्पादन में 25 प्रतिशत 1ppm TCXO बनाना संभव हुआ।