Изменение частоты кварцевых резонаторов

Л. Глюкман

Популярность кварцевых резонаторов обусловлена высокими стабилизирующими свойствами и добротностью при малых габаритах и массе. Однако с радиолюбительской точки зрения они имеют и недостаток - их трудно (во всяком случае, в домашних условиях) перестраивать по частоте. А такая перестройка бывает необходима довольно часто, так как радиолюбителю не всегда удается приобрести резонатор на требуемую частоту.

Параметры резонатора зависят от свойств пластины кварца - "сердца" этого прибора. Причем, в зависимости от среза и формы пластины, на частоту может влиять ее длина , ширина или толщина, либо все эти размеры вместе. Поэтому при перестройке приходится решать, какой из геометрических размеров пластины надо изменять и в какую сторону. Надо быть также уверенным, что это изменение не приведет к существенному ухудшению других параметров резонатора, а такая опасность реально существует, особенно при не слишком тщательном выполнении работы.

О наиболее рациональных способах изменения частоты кварцевых резонаторов, не требующих применения сложных приспособлений, рассказыватся в предлагаемой подборке.

Методы разгерметизации резонатора

• Пластмассовый корпус можно разгерметизировать на наждачном круге, сточив кольцо у основания. Для герметизации (после изменения частоты) в этом случае используют эпоксидную шпаклевку, которой обмазывают место стыка корпуса и основания. Для затвердевания обмазки, если есть возможность, резонатор помещают на два часа в термостат и выдерживают при температуре +90°С при комнатной температуре требуется сушка в течение суток.

• Металлический корпус разгерметизируют и герметизируют, нагревая место пайки паяльником малой мощности. При этом следует остерегаться попадания флюса внутрь корпуса.

• Вакуумные резонаторы (в стеклянных балонах) вскрывать не рекомендуется, так как заварка стеклянного балона и откачка воздуха без специальной аппаратуры невыполнима.

Изменение частоты ВЧ резонаторов срезов АТ и БТ

Для резонаторов этих срезов частота обратно пропорциональна толщине пьезоэлемента. Если частота ниже требуемой, следует снять часть серебрянного покрытия. Для этого протирают плоскость пластины фильтровальной бумагой. Таким способом можно изменить частоту на + 2 • 10 ^-5 от номинального значения. Аналогичного эффекта можно достичь, используя вместо фильтровальной бумаги чернильную резинку. После этих операций следует протереть пластину не ворсистой тряпочкой, смоченной в спирте.

Рис. 1	Рис. 2	Рис. 3

Понизить частоту проще всего с помощью йода. Он может переходить из твердого состояния непосредственно в газообразное и обратно. Это свойство йода и используется для понижения частоты резонаторов; оседая на металлизированной поверхности пластины, он образует соединение - йодистое серебро, что приводит к увеличению ее массы. Пластину, закрепленную в кварцедержателе, накрывают стеклянным стаканчиком диаметром около 50 и высотой около 90 мм. Кристаллы йода помещают внизу, равномерно по окружности стаканчика.

Чтобы не ухудшились параметры резонатора, йодизацией можно изменять его частоту в пределах от 5 • 10 ^-5 до 10 ^-4 от начальной. Время перестройки исчисляется минутами. При повышении частоты обычно удаляют часть серебрянного покрытия кварцевой пластины. В этом случае лучше всего обрабатывать периферийные области, а центральную часть (на рис.1 она показана черным цветом) не трогать; это может привести к нарушению электрического контакта.

Пластину при обработке надо положить на край чистой стеклянной поверхности или держать навесу, не загрязняя ее руками. Если пластина все же загрязнилась, ее надо промыть в спирте, вытереть чистой марлей и высушить в вертикальном положении при температуре 25...40°C. Эту операцию следует проводить и при окончании обработки пластины. При частотах кварцевых резонаторов 1...5, 5...15 и 30...60 МГц практически удавалось повысить их частоту соответственно на 70, 250 и 350 кГц.

Для понижения частоты можно мягким карандашом нанести на обе стороны пластины легкие штрихи (рис.2). После нанесения каждого очередного штриха пластину надо встряхнуть и проверить частоту и активность резонатора. Частоту можно также понизить, увеличивая массу клея БФ с обеих сторон (рис.3). Этот метод наиболее пригоден для кварцев, использующихся на подвижных объектах, так как карандашные штрихи при вибрации осыпаются. Практически удавалось понижать частоту кварцев на 1-5, 5-15 и 30-60 МГц соответственно на 5-15, 20-50 и 75-150 кГц.

Изменение частоты электролитическим методом

Схема устройства для электролитической обработки кварцевой пластины показана на рис.4. Перед погружением в раствор центральные обкладки пластины кварца надо покрыть защитным слоем (например, гусиным маслом) так, как это показано черным цветом на рис.5.

Рис. 4	Рис. 5

Для повышения частоты электроды пластины подключают к плюсу батареи. Ориенировочные значения для изменения частоты резонатора за определенное время электролиза при заданном токе приведено в табл.1.

Таблица 1

Частота кварца	Ток, мА	Время выдержки под током, сек
		1	2	5	8	до 60
Повышение частоты, кГц
1-5	2-2,2	1-2	2-5	3-8	4-10	до 15
5-15	1,2-1,5	1-5	3-10	5-20	10-50	до 200
30-60	0,35-0,5	10-15	12-25	20-50	30-100	до 350

Для понижения частоты электроды пластины соединяют с минусом батареи. Ориентировочные значения для изменения частоты резонатора, в зависимости от времени электролиза, приведены в табл.2.

Таблица 2

Частота кварца	Ток, мА	Время выдержки под током, сек
		1	5	20-60
Понижение частоты, кГц
1-5	2-3,5	1-2	2-20	до 100
5-15	1,5-2	1-5	20-100	до 300
30-60	0,5-1	10-15	70-200	до 600

В качестве второго электрода использовалась серебрянная пластина или небольшая бухта медного посеребренного провода, электролит - раствор ляписа в воде. Следует отметить, что после тщательной промывки и герметизации частота некоторых резонаторов понижалась на величину от 0,2 кГц у низкочастотных до 3 кГц у высокочастотных кварцев.

Литература:

1. "Кварцевые резонаторы", Л. Лабутин. "Радио" №3/1975 с.13

"Радио" №3/1978 год