Резонатор что такое – Что такое резонатор глушителя. Особенности, принцип работы, строение и разновидности

Резонаторы голоса

К голосовому аппарату относят резонаторы. Что же это такое – «резонаторы голоса»? Резонатор – часть голосового аппарата, который усиливает звук. Если бы не было резонаторов, то мы бы не слышали друг друга.
Певческий звук появляется в том момент, когда воздух, выдыхаемый из легких, прорывается через закрытую голосовую щель, и связки начинают колебаться.

Резонаторы головные и грудные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звуки, которые издают голосовые связки можно сравнить с камертоном. После удара камертон подносят к уху, чтобы услышать, так как камертон звучит очень тихо. Но если к камертону поднести резонатор, например, стеклянную банку, то звук усилится. Этот пример можно перенести на звучание голоса: связки – камертон, а в роли резонаторов выступают голова и грудная клетка.

Если говорить о человеческом голосе как инструменте, то резонаторы – это полости, окруженные костными границами. Над гортанью находятся полости глотки, рта, носа. В этих полостях происходит резонанс, то есть звук, который появляется в гортани и исходит от голосовых связок, усиливается.

Полости глотки, рта, носа являются как бы продолжением гортани и называются «надставной трубкой». Это так называемые верхние (головные) резонаторы.
Те резонаторы, которые находятся ниже гортани – в грудной клетке — трахея, бронхи — нижние резонаторы (грудные).

Начинающему исполнителю необходимо понимание о природе возникновения и образования звука. Но для понимания нужны знания. Преподаватели вокала должны объяснять эти моменты учащимся. А чтобы объяснить, следует самому иметь представление о процессах формирования звука. Можно долго и безрезультатно требовать от ученика поднять верхнее нёбо при пении. А можно самому разобраться в том, что приподнять можно только мягкое нёбо, и расположено оно дальше, чем твердое нёбо. Почему «мягкое»? Да потому, что на ощупь оно, действительно, мягкое. И оно может принять форму зевка. А твердое нёбо – это кость. И говори, не говори, все равно не приподнимется. И это все нужно объяснять начинающему вокалисту. Объяснять, что от природы может быть очень красивый голос, богатый тембр. Но есть понятие «школа», «вокальная школа». Есть определенные правила, которые нужно знать начинающему вокалисту. И в частности, знать о резонаторах. И не только знать, но уметь ими пользоваться.

Регистры

Резонаторы не только усиливают звук, но и придают голосу определенную окраску – тембр, благодаря чему голоса отличаются друг от друга.
Верхняя часть диапазона нашего голоса связана с использованием головных резонаторов. Благодаря головному резонатору звук становится более полетным и звонким. Нижняя часть диапазона голоса связана с использованием грудных резонаторов, благодаря которым звучание становится более объемным и компактным. В средней части диапазона смешиваются свойства и головного, и грудного резонатора – это средний резонатор.

 

Регистр — это часть диапазона голоса, звуки которого формируются определенным способом и имеют однородную окраску. А диапазон голоса – это объем звуков от самого нижнего до самого верхнего звука, которые поет исполнитель. Название регистра соответствует резонаторам, которым пользуется певец при пении определенной части диапазона. При пении высоких звуков используются головные резонаторы, и поэтому эта часть диапазона называются головным регистром. Низкие звуки диапазона поются с помощью грудного резонатора, и называются нижним, или грудным регистром. При пении средних звуков диапазона используются одновременно и головные, и грудные резонаторы и происходит смешивание. Это – средний, или смешанный регистр, или, как еще говорят, «микстовый» (у женских голосов).

Формирование звука

Звук зарождается в гортани, но формируется в резонаторных полостях благодаря форме ротоглоточного канала и резонированию глотки и ротовой полости. То есть, чтобы появившийся звук превратился в различные гласные, которые мы сможем различить на слух, резонирующие полости должны принять определенную форму, соответствующую каждому гласному.
Носовая полость не меняется по форме, и резонанс, то есть усиление звука, по этой причине тоже не меняется. Если направлять струю воздуха при пении в полости носа, то звук приобретет гнусавость. Вот откуда появилось выражение «петь в нос».
Положение полостей рта и глотки можно поменять с помощью артикуляционного аппарата – языка, мягкого нёба, губ. Поэтому резонанс полости рта и глотки можно поменять.

Положение гортани не должно меняться при смене регистра. Гортань должна быть свободной, без напряжения. При соблюдении этого правила звучание голоса в любом диапазоне будет сбалансированным, а не пестрым и разношерстным.

Для выработки головного резонирования помогают сонорные согласные – л, м, н, р и гласные звуки – и, е, у, а также гласный э в сочетании с сонорными н, р, м – нэ, мэ, рэ.

Работа резонаторов

Резонаторами нужно уметь пользоваться. Как же проверить правильную работу резонаторов? Если использовать грудные резонаторы, то вибрирует грудная полость. Ощутить вибрацию можно положив руку на грудную клетку. При использовании головного резонатора вибрирует переносица. Можно прикоснуться к переносице и ощутить ее вибрации.

Это физические ощущения. Но вокалист должен развивать еще и образное мышление. Рассмотрим несколько примеров. Мы уже знаем, что
голос появляется в гортани, однако ощущаться в гортани он не должен, так как в этом случае звук будет зажатый, горловой. Нужно представлять, что звук зарождается в груди, а затем уже выходит наружу. При пении высоких звуков должно быть ощущение легкости и полетности. Представлять, что звук проникает сквозь мягкое нёбо и вырывается из темени и задней части головы – это головной голос. При пении средних звуков представлять, что звук вылетает изо лба, а звуки низкие – вылетают изо рта. Исполнитель определяет точку необходимого резонатора и мысленно направляет в нее звук. В этой точке звук образно собирается в пучок, в конус.

Но это все – образные ощущения исполнителя.

Использование резонаторов

Навык правильного использования резонаторов приходит с опытом, когда исполнитель разовьет свой слух и научится контролировать пение.
Умение пользоваться резонаторами – это умение направить звук в необходимую точку, в которой голос звучит лучше всего: при головном резонировании голос приобретает полетность и пение в высокой позиции – то, что ценно в звучании голоса. Головное резонирование обеспечивает голосу выносливость.

При пении с использованием грудных резонаторов появляется мощь, сила и собранность звука.

Когда преподаватель хочет добиться пения с использованием верхних, головных резонаторов, он говорит о необходимости «петь в маску». Где же находится эта маска? На выручку опять приходит воображение. Представьте участников карнавала, лица которых прикрыты масками. Вот в эту часть лица и нужно мысленно направлять звук. Для ощущения маски помогут упражнения – интонирование на звуки «м», «н». Эти согласные звуки, а также пение закрытым ртом вызовут ощущение вибрации на губах и переносице.

В вокале есть выражение – точка опоры. Что же это такое?
Пение с использованием верхних, головных резонаторов, обеспечивающих пение в высокой позиции – это верхняя точка опоры звука.
А пение с использованием нижних, грудных резонаторов при правильном певческом дыхании – это нижняя точка опоры.

Правильное голосообразование предполагает умение пользоваться резонаторами. А для этого нужны необходимые знания, которые следует применять на практике.

А как Вы понимаете, что такое резонаторы и как ими пользоваться?

Если статья оказалась полезной, поделитесь ею, кликнув на кнопки социальных сетей. И не забудьте оставить комментарий!

С уважением, Ирина Анищенко

 

.

 

Похожие статьи

РЕЗОНАТОР — это… Что такое РЕЗОНАТОР?

  • РЕЗОНАТОР — (от лат. resono звучу в ответ, откликаюсь), колебательная система, способная совершать колебания макс. амплитуды (резонировать) при воздействии внеш. силы определ. частоты и формы. В большинстве случаев Р. отзываются на гармонические… …   Физическая энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — (фр.). Приспособление в некоторых роялях и других муз. инструментах для усиления звука. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕЗОНАТОР прибор, усиливающий звук. Полный словарь иностранных слов, вошедших… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • резонатор — а, м. resonateur, нем. Resonator < resonare давать звук. 1. Устройство или прибор для воспроизведения или усиления различного рода колебаний (акустических, электрических и т. д.). БАС 1. Казалось, по всему лицу русской земли были расставлены… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • резонатор — мембрана, голосник Словарь русских синонимов. резонатор сущ., кол во синонимов: 5 • вибратрон (1) • …   Словарь синонимов

  • РЕЗОНАТОР

    — РЕЗОНАТОР, резонатора, муж. (см. резонанс). 1. Акустический прибор в форме полого тела (или любое полое тело), воспроизводящий звуки определенной высоты и обычно усиливающий их (физ.). «Затихшее здание гимназии в эти часы представляется мне… …   Толковый словарь Ушакова

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, тело или система, в к рой возникают колебания благодаря резонансу (см.). Можно говорить о меха.нических, акустических, электрических Р., смотря по характеру возникающих колебаний. В акустике наибольшую важность представляет воздушный Р …   Большая медицинская энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, а, муж. (спец.). Полое тело или особое приспособление, воспроизводящее звуки определённой высоты и обычно усиливающее их. | прил. резонаторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • резонатор

    — – средняя часть глушителя между основной частью и штанами. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • резонатор — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN carity …   Справочник технического переводчика

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система (или тело), в которой может накапливаться энергия и возникать явление (см.). Различают Р.: акустические (напр. струна, камертон, мембрана, воздушная полость и др.), кварцевые (основным элементом является кварцевая пластина с …   Большая политехническая энциклопедия

  • резонатор — это… Что такое резонатор?

  • РЕЗОНАТОР — (от лат. resono звучу в ответ, откликаюсь), колебательная система, способная совершать колебания макс. амплитуды (резонировать) при воздействии внеш. силы определ. частоты и формы. В большинстве случаев Р. отзываются на гармонические… …   Физическая энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система с резко выраженными разонансными свойствами. Резонаторы упругих колебаний струны, стержни, ножки камертона, мембраны и т. д. Резонатор электромагнитных колебаний полости, ограниченные проводящими стенками (см. Объемный… …   Большой Энциклопедический словарь

  • РЕЗОНАТОР — (фр.). Приспособление в некоторых роялях и других муз. инструментах для усиления звука. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕЗОНАТОР прибор, усиливающий звук. Полный словарь иностранных слов, вошедших… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • резонатор — а, м. resonateur, нем. Resonator < resonare давать звук. 1. Устройство или прибор для воспроизведения или усиления различного рода колебаний (акустических, электрических и т. д.). БАС 1. Казалось, по всему лицу русской земли были расставлены… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • резонатор — мембрана, голосник Словарь русских синонимов. резонатор сущ., кол во синонимов: 5 • вибратрон (1) • …   Словарь синонимов

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, резонатора, муж. (см. резонанс). 1. Акустический прибор в форме полого тела (или любое полое тело), воспроизводящий звуки определенной высоты и обычно усиливающий их (физ.). «Затихшее здание гимназии в эти часы представляется мне… …   Толковый словарь Ушакова

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, тело или система, в к рой возникают колебания благодаря резонансу (см.). Можно говорить о меха.нических, акустических, электрических Р., смотря по характеру возникающих колебаний. В акустике наибольшую важность представляет воздушный Р …   Большая медицинская энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, а, муж. (спец.). Полое тело или особое приспособление, воспроизводящее звуки определённой высоты и обычно усиливающее их. | прил. резонаторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • резонатор — – средняя часть глушителя между основной частью и штанами. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • резонатор — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN carity …   Справочник технического переводчика

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система (или тело), в которой может накапливаться энергия и возникать явление (см.). Различают Р.: акустические (напр. струна, камертон, мембрана, воздушная полость и др.), кварцевые (основным элементом является кварцевая пластина с …   Большая политехническая энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — это… Что такое РЕЗОНАТОР?

  • РЕЗОНАТОР — (от лат. resono звучу в ответ, откликаюсь), колебательная система, способная совершать колебания макс. амплитуды (резонировать) при воздействии внеш. силы определ. частоты и формы. В большинстве случаев Р. отзываются на гармонические… …   Физическая энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система с резко выраженными разонансными свойствами. Резонаторы упругих колебаний струны, стержни, ножки камертона, мембраны и т. д. Резонатор электромагнитных колебаний полости, ограниченные проводящими стенками (см. Объемный… …   Большой Энциклопедический словарь

  • РЕЗОНАТОР — (фр.). Приспособление в некоторых роялях и других муз. инструментах для усиления звука. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕЗОНАТОР прибор, усиливающий звук. Полный словарь иностранных слов, вошедших… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • резонатор — а, м. resonateur, нем. Resonator < resonare давать звук. 1. Устройство или прибор для воспроизведения или усиления различного рода колебаний (акустических, электрических и т. д.). БАС 1. Казалось, по всему лицу русской земли были расставлены… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • резонатор — мембрана, голосник Словарь русских синонимов. резонатор сущ., кол во синонимов: 5 • вибратрон (1) • …   Словарь синонимов

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, резонатора, муж. (см. резонанс). 1. Акустический прибор в форме полого тела (или любое полое тело), воспроизводящий звуки определенной высоты и обычно усиливающий их (физ.). «Затихшее здание гимназии в эти часы представляется мне… …   Толковый словарь Ушакова

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, тело или система, в к рой возникают колебания благодаря резонансу (см.). Можно говорить о меха.нических, акустических, электрических Р., смотря по характеру возникающих колебаний. В акустике наибольшую важность представляет воздушный Р …   Большая медицинская энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, а, муж. (спец.). Полое тело или особое приспособление, воспроизводящее звуки определённой высоты и обычно усиливающее их. | прил. резонаторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • резонатор — – средняя часть глушителя между основной частью и штанами. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • резонатор — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN carity …   Справочник технического переводчика

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система (или тело), в которой может накапливаться энергия и возникать явление (см.). Различают Р.: акустические (напр. струна, камертон, мембрана, воздушная полость и др.), кварцевые (основным элементом является кварцевая пластина с …   Большая политехническая энциклопедия

  • Резонатор — это… Что такое Резонатор?

  • РЕЗОНАТОР — (от лат. resono звучу в ответ, откликаюсь), колебательная система, способная совершать колебания макс. амплитуды (резонировать) при воздействии внеш. силы определ. частоты и формы. В большинстве случаев Р. отзываются на гармонические… …   Физическая энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система с резко выраженными разонансными свойствами. Резонаторы упругих колебаний струны, стержни, ножки камертона, мембраны и т. д. Резонатор электромагнитных колебаний полости, ограниченные проводящими стенками (см. Объемный… …   Большой Энциклопедический словарь

  • РЕЗОНАТОР — (фр.). Приспособление в некоторых роялях и других муз. инструментах для усиления звука. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕЗОНАТОР прибор, усиливающий звук. Полный словарь иностранных слов, вошедших… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • резонатор — а, м. resonateur, нем. Resonator < resonare давать звук. 1. Устройство или прибор для воспроизведения или усиления различного рода колебаний (акустических, электрических и т. д.). БАС 1. Казалось, по всему лицу русской земли были расставлены… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • резонатор — мембрана, голосник Словарь русских синонимов. резонатор сущ., кол во синонимов: 5 • вибратрон (1) • …   Словарь синонимов

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, резонатора, муж. (см. резонанс). 1. Акустический прибор в форме полого тела (или любое полое тело), воспроизводящий звуки определенной высоты и обычно усиливающий их (физ.). «Затихшее здание гимназии в эти часы представляется мне… …   Толковый словарь Ушакова

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, тело или система, в к рой возникают колебания благодаря резонансу (см.). Можно говорить о меха.нических, акустических, электрических Р., смотря по характеру возникающих колебаний. В акустике наибольшую важность представляет воздушный Р …   Большая медицинская энциклопедия

  • РЕЗОНАТОР — РЕЗОНАТОР, а, муж. (спец.). Полое тело или особое приспособление, воспроизводящее звуки определённой высоты и обычно усиливающее их. | прил. резонаторный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • резонатор — – средняя часть глушителя между основной частью и штанами. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • резонатор — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN carity …   Справочник технического переводчика

  • РЕЗОНАТОР — колебательная система (или тело), в которой может накапливаться энергия и возникать явление (см.). Различают Р.: акустические (напр. струна, камертон, мембрана, воздушная полость и др.), кварцевые (основным элементом является кварцевая пластина с …   Большая политехническая энциклопедия

  • Кварцевый резонатор — это… Что такое Кварцевый резонатор?

    Кварцевый резонатор в кристаллодержателе

    Кварцевый резонатор, жарг. кварц — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы.

    Несмотря на то, что вместо кварца часто используются и другие пьезоэлектрики, например, керамика (Керамический резонатор), прилагательное «кварцевый» является общеупотребительным для всех таких устройств[источник не указан 298 дней].

    Принцип действия

    На пластинку, кольцо или брусок, вырезанные из кристалла кварца определённым образом, нанесены 2 и более электродов — проводящие полоски.

    Пластинка закреплена и имеет собственную резонансную частоту механических колебаний.

    При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгибание, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кусок кристалла.

    Однако колеблющаяся пластинка в результате того же пьезоэлектрического эффекта создаёт во внешней цепи противо-ЭДС, что можно рассматривать как явление, эквивалентное работе катушки индуктивности в колебательном контуре.

    Если частота подаваемого напряжения равна или близка к частоте собственных механических колебаний пластинки, затраты энергии на поддержание колебаний пластинки оказываются намного ниже, нежели при большом отличии частоты. Это тоже соответствует поведению колебательного контура.

    Эквивалентная схема

    Условное обозначение кварцевого резонатора (сверху) и его эквивалентная схема (снизу)

    C0 — собственная ёмкость кристалла, образуемая кристаллодержателем и/или обкладками резонатора.

    C1, L1 — эквивалентная ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора.

    R1 — эквивалентное сопротивление потерь механической колебательной системы.

    История

    Кварцевый резонатор в герметичном стеклянном корпусе пальчикового бесцокольного исполнения Резонатор на 4 МГц в миниатюрном металлическом герметизированном корпусе HC-49/US Металлические корпуса разнообразных размеров

    Пьезоэлектрический эффект был впервые открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 г. Поль Ланжевен впервые использовал этот эффект в часовом резонаторе гидролокатора перед первой мировой войной. Первый кристальный резонатор, работающий на сегнетовой соли, был изготовлен в 1917 году и запатентован в 1918 году Александром М. Николсоном (Alexander M. Nicholson) из компании Bell Telephone Laboratories, хотя это оспаривалось Уолтером Гейтоном Кэди (Walter Guyton Cady), который изготовил кварцевый резонатор в 1921 году. Некоторые улучшения в кварцевые резонаторы вводились позже Льюисом Эссеном и Джорджом Вашингтоном Пирсом (George Washington Pierce).

    Первые стабильные по частоте кварцевые резонаторы были разработаны в 1920—30-х годах. Начиная с 1926 года, кварцевые резонаторы на радиостанциях использовались в качестве задающих несущую частоту элементов. В то же время резко возросло количество компаний, начавших выпускать кварцевые резонаторы; только до 1939 года в США было выпущено более чем 100 000 ед.

    Применение

    Одним из самых популярных видов резонаторов являются резонаторы, применяемые в часовых схемах. Резонансная частота часовых резонаторов 32768 Гц, поделённая на 15-разрядном двоичном счётчике, даёт интервал времени в 1 секунду.

    Применяются в генераторах с фиксированной частотой, где необходима высокая стабильность частоты. В частности, в опорных генераторах синтезаторов частот и в трансиверных радиостанциях для формирования DSB-сигнала на промежуточной частоте и детектирования SSB или телеграфного сигнала.

    Также применяются в кварцевых полосовых фильтрах промежуточной частоты супергетеродинных приёмников. Такие фильтры могут выполняться по лестничной или дифференциальной схеме и отличаются очень высокой добротностью и стабильностью по сравнению с LC-фильтрами.

    По типу корпуса кварцевые резонаторы могут быть выводные для объёмного монтажа (стандартные и цилиндрические) и для поверхностного монтажа (SMD).

    Качество схемы, в которую входят кварцевые резонаторы, определяют такие параметры, как допуск по частоте (отклонение частоты), стабильность частоты, нагрузочная ёмкость, старение.

    Преимущества перед другим решениями

    • Достижение намного больших значений добротности (104−106) эквивалентного колебательного контура, нежели любым другим способом.
    • Малые размеры устройства (вплоть до долей мм).
    • Большая температурная стабильность.
    • Большая долговечность.
    • Лучшая технологичность.
    • Построение качественных каскадных фильтров без необходимости их ручной настройки.

    Недостатки

    • Чрезвычайно узкий диапазон подстройки частоты внешними элементами. Практически для многодиапазонных систем эта проблема решается построением синтезаторов частоты различной степени сложности.

    См. также

    Примечания

    Ссылки

    Литература

    • Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. — М.: «Энергия», 1970. — 488 с. — 6000 экз.
    • Альтшуллер Г. Б. Кварцевая стабилизация частоты. — М.: «Связь», 1974. — 272 с. — 5600 экз.
    • Андросова В. Г., Банков В. Н., Дикиджи А. Н. и др. Справочник по кварцевым резонаторам / Под ред. П. Г. Позднякова. — Связь, 1978. — 288 с. — 15 000 экз.
    • Глюкман Л. И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1981. — 232 с. — 10 000 экз.
    • Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы на объёмных и поверхностных акустических волнах: Материалы, технология, конструкция, применение: Пер. с чешск. — М.: Мир, 1990. — 584 с. — 4050 экз. — ISBN 5-03-001086-6
    • Ладик А. И., Сташкевич А. И. Изделия электронной техники. Пьезоэлектрические и электромеханические приборы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1993. — 104 с. — 3000 экз. — ISBN 5-256-01145-6, ISBN 5-256-00588-X

    Кварцевый резонатор — это… Что такое Кварцевый резонатор?

    Кварцевый резонатор в кристаллодержателе

    Кварцевый резонатор, жарг. кварц — прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы.

    Несмотря на то, что вместо кварца часто используются и другие пьезоэлектрики, например, керамика (Керамический резонатор), прилагательное «кварцевый» является общеупотребительным для всех таких устройств[источник не указан 298 дней].

    Принцип действия

    На пластинку, кольцо или брусок, вырезанные из кристалла кварца определённым образом, нанесены 2 и более электродов — проводящие полоски.

    Пластинка закреплена и имеет собственную резонансную частоту механических колебаний.

    При подаче напряжения на электроды благодаря пьезоэлектрическому эффекту происходит изгибание, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кусок кристалла.

    Однако колеблющаяся пластинка в результате того же пьезоэлектрического эффекта создаёт во внешней цепи противо-ЭДС, что можно рассматривать как явление, эквивалентное работе катушки индуктивности в колебательном контуре.

    Если частота подаваемого напряжения равна или близка к частоте собственных механических колебаний пластинки, затраты энергии на поддержание колебаний пластинки оказываются намного ниже, нежели при большом отличии частоты. Это тоже соответствует поведению колебательного контура.

    Эквивалентная схема

    Условное обозначение кварцевого резонатора (сверху) и его эквивалентная схема (снизу)

    C0 — собственная ёмкость кристалла, образуемая кристаллодержателем и/или обкладками резонатора.

    C1, L1 — эквивалентная ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора.

    R1 — эквивалентное сопротивление потерь механической колебательной системы.

    История

    Кварцевый резонатор в герметичном стеклянном корпусе пальчикового бесцокольного исполнения Резонатор на 4 МГц в миниатюрном металлическом герметизированном корпусе HC-49/US Металлические корпуса разнообразных размеров

    Пьезоэлектрический эффект был впервые открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 г. Поль Ланжевен впервые использовал этот эффект в часовом резонаторе гидролокатора перед первой мировой войной. Первый кристальный резонатор, работающий на сегнетовой соли, был изготовлен в 1917 году и запатентован в 1918 году Александром М. Николсоном (Alexander M. Nicholson) из компании Bell Telephone Laboratories, хотя это оспаривалось Уолтером Гейтоном Кэди (Walter Guyton Cady), который изготовил кварцевый резонатор в 1921 году. Некоторые улучшения в кварцевые резонаторы вводились позже Льюисом Эссеном и Джорджом Вашингтоном Пирсом (George Washington Pierce).

    Первые стабильные по частоте кварцевые резонаторы были разработаны в 1920—30-х годах. Начиная с 1926 года, кварцевые резонаторы на радиостанциях использовались в качестве задающих несущую частоту элементов. В то же время резко возросло количество компаний, начавших выпускать кварцевые резонаторы; только до 1939 года в США было выпущено более чем 100 000 ед.

    Применение

    Одним из самых популярных видов резонаторов являются резонаторы, применяемые в часовых схемах. Резонансная частота часовых резонаторов 32768 Гц, поделённая на 15-разрядном двоичном счётчике, даёт интервал времени в 1 секунду.

    Применяются в генераторах с фиксированной частотой, где необходима высокая стабильность частоты. В частности, в опорных генераторах синтезаторов частот и в трансиверных радиостанциях для формирования DSB-сигнала на промежуточной частоте и детектирования SSB или телеграфного сигнала.

    Также применяются в кварцевых полосовых фильтрах промежуточной частоты супергетеродинных приёмников. Такие фильтры могут выполняться по лестничной или дифференциальной схеме и отличаются очень высокой добротностью и стабильностью по сравнению с LC-фильтрами.

    По типу корпуса кварцевые резонаторы могут быть выводные для объёмного монтажа (стандартные и цилиндрические) и для поверхностного монтажа (SMD).

    Качество схемы, в которую входят кварцевые резонаторы, определяют такие параметры, как допуск по частоте (отклонение частоты), стабильность частоты, нагрузочная ёмкость, старение.

    Преимущества перед другим решениями

    • Достижение намного больших значений добротности (104−106) эквивалентного колебательного контура, нежели любым другим способом.
    • Малые размеры устройства (вплоть до долей мм).
    • Большая температурная стабильность.
    • Большая долговечность.
    • Лучшая технологичность.
    • Построение качественных каскадных фильтров без необходимости их ручной настройки.

    Недостатки

    • Чрезвычайно узкий диапазон подстройки частоты внешними элементами. Практически для многодиапазонных систем эта проблема решается построением синтезаторов частоты различной степени сложности.

    См. также

    Примечания

    Ссылки

    Литература

    • Смагин А. Г., Ярославский М. И. Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. — М.: «Энергия», 1970. — 488 с. — 6000 экз.
    • Альтшуллер Г. Б. Кварцевая стабилизация частоты. — М.: «Связь», 1974. — 272 с. — 5600 экз.
    • Андросова В. Г., Банков В. Н., Дикиджи А. Н. и др. Справочник по кварцевым резонаторам / Под ред. П. Г. Позднякова. — Связь, 1978. — 288 с. — 15 000 экз.
    • Глюкман Л. И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1981. — 232 с. — 10 000 экз.
    • Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы на объёмных и поверхностных акустических волнах: Материалы, технология, конструкция, применение: Пер. с чешск. — М.: Мир, 1990. — 584 с. — 4050 экз. — ISBN 5-03-001086-6
    • Ладик А. И., Сташкевич А. И. Изделия электронной техники. Пьезоэлектрические и электромеханические приборы: Справочник. — М.: Радио и связь, 1993. — 104 с. — 3000 экз. — ISBN 5-256-01145-6, ISBN 5-256-00588-X

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о