کوارٹج resonators: مقصد، درخواست، عمل کے اصول، استعمال کی خصوصیات

کوارٹج ریزونیٹر کس لیے ہیں؟

جدید ڈیجیٹل الیکٹرانکس، جو مائیکرو پروسیسرز اور مائیکرو کنٹرولرز کے ساتھ مکمل ہیں، بغیر گھڑی کے دوغلے کے ناقابل تصور ہیں۔ اور جہاں گھڑی کے دوغلے حاصل کیے جاتے ہیں، وہاں جنریٹر اور دوغلی نظام کا عمل ہوتا ہے، اور جہاں دوغلی نظام ہے، دونوں گونج کا رجحان اور معیار کا عنصر جیسا ایک اہم پیرامیٹر لازمی طور پر ظاہر ہوگا۔ یہاں ہمیں کوارٹج ریزونیٹرز (oscillators) سے متعارف کرایا گیا ہے۔

کوارٹج ریزونیٹر (کوارٹج) برقی مقناطیسی دوغلوں کا ایک جنریٹر ہے جس میں اعلیٰ تعدد مستقل مزاجی ہے، جو کوارٹج پلیٹ کی پیزو الیکٹرک اور مکینیکل خصوصیات کا استعمال کرتی ہے۔

آپریشن کے اصول کے مطابق، کوارٹج ریزونیٹر کوارٹج فریکوئنسی اسٹیبلائزیشن کے ساتھ ایک آسکیلیٹر ہے۔ اس طرح کے جنریٹرز کا استعمال ایک انتہائی مستحکم ماسٹر جنریٹر کے طور پر پیمائش کے آلات، فریکوئنسی اور ٹائم اسٹینڈرڈز، کوارٹز گھڑیوں کے ساتھ ساتھ مختلف الیکٹرانک آلات میں کیا جاتا ہے۔

کوارٹج ریزونیٹرز کا نقصان یہ ہے کہ یہ کوارٹج کی گونجنے والی فریکوئنسی سے طے شدہ مقررہ تعدد پر ہی پیدا ہوسکتا ہے، اور عملی طور پر فریکوئنسی ٹیوننگ کی اجازت نہیں دیتا ہے۔

تمام کوارٹج ریزونیٹر سرکٹس کو دو بڑے گروپوں میں تقسیم کیا گیا ہے اس پر منحصر ہے کہ ان میں کون سی کوارٹج گونج (متوازی یا سیریز) استعمال ہوتی ہے۔ سب سے زیادہ وسیع کوارٹج ریزونیٹر سرکٹس ہیں، جن میں کوارٹج اپنی متوازی گونج فریکوئنسی کے قریب کام کرتا ہے۔

لہذا، الیکٹرانک سرکٹ میں کوارٹج ریزونیٹر کسی بھی چیز کا ناقابل شکست متبادل ہے۔ oscillating سرکٹایک capacitor اور inductor پر مشتمل ہے۔ آؤٹ پٹ کوارٹج ریزونیٹرز کا سب سے زیادہ Q-فیکٹر ہے۔ جبکہ ایک اچھا LC سرکٹ 300 کے Q-فیکٹر تک پہنچ جاتا ہے، ایک کوارٹج ریزونیٹر کا Q-فیکٹر 10,000,000 تک پہنچ سکتا ہے۔ جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں، برتری دسیوں ہزار گنا ہے۔ اس طرح، کیو فیکٹر کے لحاظ سے کسی دوغلی سرکٹ کا کوارٹج ریزونیٹر سے موازنہ نہیں کیا جا سکتا۔

گونج کی فریکوئنسی پر درجہ حرارت کے اثر کے بارے میں کہنے کی ضرورت نہیں۔ ایک ہی oscillating سرکٹ کی گونجنے والی فریکوئنسی اس میں داخل ہونے والے Capacitor کے TKE (درجہ حرارت کی گنجائش کی گنجائش) پر مضبوطی سے منحصر ہے۔ دوسری طرف، کوارٹز میں درجہ حرارت کا استحکام بہت زیادہ ہوتا ہے، اس وجہ سے کوارٹز گونجنے والے مختلف مقاصد کے لیے کلاک فریکوئنسی جنریٹرز کے لیے دولن کے ذرائع کے طور پر اپنی پوزیشن مضبوطی سے رکھتے ہیں۔

کوارٹج ریزونیٹر کیسے کام کرتا ہے۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ کوارٹج ریزونیٹر کیسے کام کرتا ہے اور کام کرتا ہے، یہ یاد رکھنا کافی ہے کہ یہ کیا ہے۔ پیزو الیکٹرک اثر… تصور کریں کہ کم درجہ حرارت والے کوارٹج (سلیکان ڈائی آکسائیڈ) کے سلیب کو ایک خاص طریقے سے کرسٹل سے کاٹا گیا ہے۔وہ زاویہ جس پر کرسٹل سے ویفر کو کاٹا جاتا ہے وہ گونجنے والے کی الیکٹرو مکینیکل خصوصیات کا تعین کرتا ہے۔ نکل، پلاٹینم، سونے یا چاندی کی تہوں کو جمع کر کے اب اس پلیٹ کے دونوں طرف الیکٹروڈز کو جوڑا گیا ہے اور ان کے ساتھ ٹھوس تاریں جڑی ہوئی ہیں۔ پورا ڈھانچہ ایک چھوٹے سے سیل بند ہاؤسنگ میں رکھا گیا ہے۔

اس طرح، ایک الیکٹرو مکینیکل دوغلی نظام حاصل کیا گیا، جس میں (کم درجہ حرارت کوارٹج کی قدرتی خصوصیات کی وجہ سے) ایک پیزو الیکٹرک اثر ہے اور اس کی اپنی گونجنے والی تعدد ہے۔

اگر اب الیکٹروڈز پر ایک متبادل وولٹیج لاگو کیا جاتا ہے، جس کی فریکوئنسی نتیجے میں چلنے والے نظام کی گونج والی فریکوئنسی کے قریب ہوتی ہے، تو پلیٹ میکانکی طور پر زیادہ سے زیادہ طول و عرض کے ساتھ سکڑنا اور پھیلنا شروع کر دے گی، اور پیزو الیکٹرک اثر کی وجہ سے، زیادہ سے زیادہ لاگو وولٹیج کی فریکوئنسی گونج کے لیے ہے، گونج کرنے والے کی مزاحمت جتنی کم ہوگی۔ یہ ایک اعلی تعدد آسکیلیٹر سرکٹ کے ساتھ کوارٹج ریزونیٹر کی مشابہت ہے۔ نتیجہ بنیادی طور پر سیریز ایل سی سرکٹ کے مشابہ ہے۔

کوارٹج ریزونیٹر کی خصوصیات

ایک کوارٹج ریزونیٹر کو ایک مساوی سرکٹ کی شکل میں پیش کیا جا سکتا ہے، جس میں C0 دھاتی کیبل ہولڈرز اور الیکٹروڈز کے ذریعے تشکیل پانے والا بڑھتا ہوا برقی اہلیت ہے۔ C1, L اور R پلیٹ کی الیکٹرو مکینیکل خصوصیات کی وجہ سے حاصل کردہ ایک حقیقی دوغلی سرکٹ کے ینالاگ کے طور پر براہ راست الیکٹروڈ کے ساتھ پلیٹ کی گنجائش، انڈکٹنس اور فعال مزاحمت ہیں۔

اگر ہم بڑھتے ہوئے کیپیسیٹینس C0 کو سرکٹ سے خارج کر دیتے ہیں، تو ہمیں واضح طور پر ایک سیریز دوغلی سرکٹ ملے گا۔جہاں تک آریھ میں گونجنے والے کے عہدہ کا تعلق ہے، یہ ایک کیپسیٹر کی طرح لگتا ہے جس میں ایک مستطیل ہے جو پلیٹوں کے درمیان کوارٹج کرسٹل کی علامت ہے۔

سولڈرنگ کے ذریعے بورڈز پر کوارٹج ریزونیٹرز کو اسمبلی اور جدا کرنے کے عمل میں، یہ یاد رکھنا چاہیے کہ 573 ° C سے زیادہ کوارٹج کی زیادہ گرمی کرسٹل کی پیزو الیکٹرک خصوصیات کے نقصان سے بھری ہوئی ہے۔