क्रिस्टल ओवन: Difference between revisions
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'''क्रिस्टल ओवन''' एक तापमान-नियंत्रित कक्ष है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल दोलक में एक स्थिर तापमान पर [[ क्वार्ट्ज क्रिस्टल ]] को बनाए रखने के लिए किया जाता है, ताकि परिवेश के तापमान में बदलाव के कारण [[ आवृत्ति ]] में परिवर्तन को रोका जा सके। इस प्रकार के [[ थरथरानवाला | | '''क्रिस्टल ओवन''' एक तापमान-नियंत्रित कक्ष है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल दोलक में एक स्थिर तापमान पर [[ क्वार्ट्ज क्रिस्टल ]] को बनाए रखने के लिए किया जाता है, ताकि परिवेश के तापमान में बदलाव के कारण [[ आवृत्ति ]] में परिवर्तन को रोका जा सके। इस प्रकार के [[ थरथरानवाला | दोलक]] को ''ओवन-नियंत्रित [[ क्रिस्टल थरथरानवाला | क्रिस्टल दोलक]]'' के रूप में जाना जाता है ('''ओसीएक्सओ''', जहां "एक्सओ" "क्रिस्टल दोलक" का एक पुराना संक्षिप्त नाम है।) इस प्रकार का दोलक क्रिस्टल के साथ संभव उच्चतम आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करता है। वे प्रायः [[ रेडियो ट्रांसमीटर ]], [[ सेल साइट | सेलुलर]] , सैन्य संचार उपकरण, और सटीक आवृत्ति माप के लिए आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। | ||
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उत्पादित आवृत्ति को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए [[ इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला | इलेक्ट्रॉनिक | उत्पादित आवृत्ति को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए [[ इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला | इलेक्ट्रॉनिक दोलक]] में क्वार्ट्ज क्रिस्टल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आवृत्ति जिस पर एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल [[ गुंजयमान यंत्र | प्रतिध्वनित यंत्र]] स्पंदन करता है, उसके '''भौतिक''' आयामों पर निर्भर करता है। तापमान में बदलाव के कारण क्वार्ट्ज का [[ थर्मल विस्तार ]] के कारण विस्तार या अनुबंध होता है, जिससे ऑसिलेटर द्वारा उत्पादित सिग्नल की आवृत्ति बदल जाती है। हालांकि क्वार्ट्ज का थर्मल विस्तार का बहुत कम गुणांक है, फिर भी तापमान परिवर्तन क्रिस्टल ऑसिलेटर्स में आवृत्ति भिन्नता का प्रमुख कारण है। | ||
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ओवन एक [[ थर्मल इन्सुलेशन | थर्मली इन्सुलेटेड]] संलग्नक है | जिसमें क्रिस्टल और एक या अधिक विद्युत ताप तत्वों से युक्त थर्मल-इन्सुलेटेड संलग्नक है। चूंकि सर्किट में अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक भी तापमान के बहाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, प्रायः पूरा दोलन सर्किट ओवन में संलग्न होता है। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया में [[ thermistor | ऊष्मा प्रतिरोधक]] तापमान सेंसर | बंद-लूप नियंत्रण सर्किट का उपयोग हीटर की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और यह सुनिश्चित करता है कि ओवन वांछित सटीक तापमान पर बनाए रखा जाता है। चूंकि ओवन परिवेश के तापमान से ऊपर संचालित होता है, इसके परिचालन तापमान तक पहुंचने के लिए बिजली लागू होने के बाद दोलक को प्रायः वार्म-अप अवधि की आवश्यकता होती है।<ref name="NIST">{{cite web | |||
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क्रिस्टल ओवन एक तापमान-नियंत्रित कक्ष है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल दोलक में एक स्थिर तापमान पर क्वार्ट्ज क्रिस्टल को बनाए रखने के लिए किया जाता है, ताकि परिवेश के तापमान में बदलाव के कारण आवृत्ति में परिवर्तन को रोका जा सके। इस प्रकार के दोलक को ओवन-नियंत्रित क्रिस्टल दोलक के रूप में जाना जाता है (ओसीएक्सओ, जहां "एक्सओ" "क्रिस्टल दोलक" का एक पुराना संक्षिप्त नाम है।) इस प्रकार का दोलक क्रिस्टल के साथ संभव उच्चतम आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करता है। वे प्रायः रेडियो ट्रांसमीटर , सेलुलर , सैन्य संचार उपकरण, और सटीक आवृत्ति माप के लिए आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
विवरण
उत्पादित आवृत्ति को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक दोलक में क्वार्ट्ज क्रिस्टल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आवृत्ति जिस पर एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल प्रतिध्वनित यंत्र स्पंदन करता है, उसके भौतिक आयामों पर निर्भर करता है। तापमान में बदलाव के कारण क्वार्ट्ज का थर्मल विस्तार के कारण विस्तार या अनुबंध होता है, जिससे ऑसिलेटर द्वारा उत्पादित सिग्नल की आवृत्ति बदल जाती है। हालांकि क्वार्ट्ज का थर्मल विस्तार का बहुत कम गुणांक है, फिर भी तापमान परिवर्तन क्रिस्टल ऑसिलेटर्स में आवृत्ति भिन्नता का प्रमुख कारण है।
ओवन एक थर्मली इन्सुलेटेड संलग्नक है | जिसमें क्रिस्टल और एक या अधिक विद्युत ताप तत्वों से युक्त थर्मल-इन्सुलेटेड संलग्नक है। चूंकि सर्किट में अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक भी तापमान के बहाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, प्रायः पूरा दोलन सर्किट ओवन में संलग्न होता है। एक नकारात्मक प्रतिक्रिया में ऊष्मा प्रतिरोधक तापमान सेंसर | बंद-लूप नियंत्रण सर्किट का उपयोग हीटर की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और यह सुनिश्चित करता है कि ओवन वांछित सटीक तापमान पर बनाए रखा जाता है। चूंकि ओवन परिवेश के तापमान से ऊपर संचालित होता है, इसके परिचालन तापमान तक पहुंचने के लिए बिजली लागू होने के बाद दोलक को प्रायः वार्म-अप अवधि की आवश्यकता होती है।[1] इस वार्म-अप अवधि के दौरान, आवृत्ति में पूर्ण मूल्यांकन स्थिरता नहीं होगी।
ओवन के लिए चुना गया तापमान वह होता है जिस पर क्रिस्टल की आवृत्ति बनाम तापमान वक्र का ढलान शून्य होता है, जिससे स्थिरता में और सुधार होता है। एटी- या एससी-कट (तनाव-मुआवजा) क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है। एससी-कट में व्यापक तापमान सीमा होती है जिस पर लगभग शून्य तापमान गुणांक प्राप्त किया जाता है और इस प्रकार वार्मअप समय कम हो जाता है।[2] विद्युत प्रतिरोध हीटिंग तत्वों के बजाय आमतौर पर हीटर के लिए पावर ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है। उनका पावर आउटपुट करंट के वर्ग के बजाय करंट के समानुपाती होता है, जो कंट्रोल लूप के लाभ को रैखिक करता है।[2]
क्रिस्टल ओवन के लिए एक सामान्य तापमान है 75 °C.[3] लेकिन के बीच भिन्न हो सकता है 30 – 80 °C सेटअप के आधार पर।[4]
अधिकांश मानक वाणिज्यिक क्रिस्टल के पर्यावरणीय तापमान के लिए निर्दिष्ट होते हैं 0 – 70 °C, औद्योगिक संस्करण आमतौर पर निर्दिष्ट किए जाते हैं -40 – +85 °C.[5]
शुद्धता
हीटर चलाने के लिए आवश्यक शक्ति के कारण, OCXO को परिवेश के तापमान पर चलने वाले ऑसिलेटर की तुलना में अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है, और हीटर, थर्मल द्रव्यमान और थर्मल इन्सुलेशन की आवश्यकता का अर्थ है कि वे शारीरिक रूप से बड़े हैं। इसलिए, उनका उपयोग बैटरी चालित या लघु अनुप्रयोगों, जैसे घड़ियों में नहीं किया जाता है। हालांकि, बदले में, ओवन-नियंत्रित थरथरानवाला क्रिस्टल से संभव सर्वोत्तम आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करता है। OCXOs की अल्पकालिक आवृत्ति स्थिरता आमतौर पर 1×10 . होती है-12 कुछ सेकंड में, जबकि दीर्घकालिक स्थिरता लगभग 1×10 . तक सीमित है−8 (10 पीपीबी) प्रति वर्ष क्रिस्टल की उम्र बढ़ने से।[1] बेहतर सटीकता प्राप्त करने के लिए परमाणु घड़ी पर स्विच करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि रूबिडियम मानक , सीज़ियम मानक, या हाइड्रोजन मेसर एक और सस्ता विकल्प एक क्रिस्टल थरथरानवाला को ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम टाइम सिग्नल के साथ अनुशासित करना है, जिससे एक जीपीएस-अनुशासित थरथरानवाला (जीपीएस अनुशासित थरथरानवाला ) का निर्माण होता है। एक जीपीएस रिसीवर का उपयोग करना जो सटीक समय संकेत उत्पन्न कर सकता है (नीचे से भीतर ~30 ns यु.टी. सी ), एक जीपीएसडीओ 10 . की दोलन सटीकता बनाए रख सकता है−13 विस्तारित अवधि के लिए।
क्रिस्टल ओवन का उपयोग प्रकाशिकी में भी किया जाता है। गैर-रेखीय प्रकाशिकी के लिए उपयोग किए जाने वाले क्रिस्टल में, आवृत्ति भी तापमान के प्रति संवेदनशील होती है और इस प्रकार उन्हें तापमान स्थिरीकरण की आवश्यकता होती है, खासकर जब लेजर बीम क्रिस्टल को गर्म करता है। इसके अतिरिक्त क्रिस्टल की फास्ट रीट्यूनिंग को अक्सर नियोजित किया जाता है। इस एप्लिकेशन के लिए, क्रिस्टल और थर्मिस्टर को बहुत निकट संपर्क में होना चाहिए और दोनों में यथासंभव कम ताप क्षमता होनी चाहिए। क्रिस्टल को तोड़ने से बचने के लिए, कम समय में बड़े तापमान परिवर्तन से बचना चाहिए।
अन्य आवृत्ति मानकों के साथ तुलना
Oscillator Type* | Accuracy** | Aging / 10 year | Radiation per RAD | Power | Weight (g) |
---|---|---|---|---|---|
Crystal oscillator (XO)[6] | 10−5 to 10−4 | 10...20 PPM | -2 × 10−12 | 20 µW | 20 |
Temperature compensated crystal oscillator (TCXO)[6] | 10−6 | 2...5 PPM | -2 × 10−12 | 100 µW | 50 |
Microcomputer compensated crystal oscillator (MCXO)[6] | 10−8 to 10−7 | 1...3 PPM | -2 × 10−12 | 200 µW | 100 |
Oven controlled crystal oscillator (OCXO)[6] - 5...10 MHz - 15...100 MHz |
2 × 10−8 5 × 10−7 |
2 × 10−8 to 2 × 10−7 2 × 10−6 to 11 × 10−9 |
-2 × 10−12 | 1...3 W | 200...500 |
Rubidium atomic frequency standard (RbXO)[6] | 10−9 | 5 × 10−10 to 5 × 10−9 | 2 × 10−13 | 6...12 W | 1500...2500 |
Caesium atomic frequency standard[6] | 10−12 to 10−11 | 10−12 to 10−11 | 2 × 10−14 | 25...40 W | 10000...20000 |
Global Positioning System (GPS) | 4 × 10−8 to 10−11 [7][8] |
10−13 | 4 W | 340 | |
Radio time signal (DCF77) | 4 × 10−13[9] | 4.6 W[10] | 87[11] |
* आकार और लागत की सीमा <5 cm3 तथा <5 US$ क्रिस्टल ऑसिलेटर्स के लिए, 30 लीटर से अधिक और 40 000 US$ सीज़ियम मानकों के लिए।
** सैन्य वातावरण के प्रभाव और उम्र बढ़ने के एक वर्ष सहित।
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 "OCXO". Glossary. Time and Frequency Division, NIST. 2008. Archived from the original on 2008-09-15. Retrieved 2008-08-07.
- ↑ 2.0 2.1 Marvin E., Frerking (1996). "Fifty years of progress in quartz crystal frequency standards". Proc. 1996 IEEE Frequency Control Symposium. Institute of Electrical and Electronics Engineers. pp. 33–46. Archived from the original on 2009-05-12. Retrieved 2009-03-31.
- ↑ "Temperature Controller for Crystal Oven". freecircuitdiagram.com. Free Circuit Diagram. Retrieved 2009-11-17.
- ↑ "EKSMA OPTICS - manufacturer of laser components - Oven for Nonlinear Crystals TK7". eksmaoptics.com. Archived from the original on 2012-06-18. Retrieved 2009-11-17.
- ↑ "IQXO-350, -350I Commercial Oscillator" (PDF). surplectronics.com. Archived from the original (PDF) on 2012-03-30. Retrieved 2009-11-18.
- ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 "Tutorial Precision Frequency Generation Utilizing OCXO and Rubidium Atomic Standards with Applications for Commercial, Space, Military, and Challenging Environments IEEE Long Island Chapter March 18, 2004" (PDF). ieee.li. Retrieved 2009-11-16.
- ↑ "Time and Frequency - Precisely the Way You Need It" (PDF). spectruminstruments.net. Retrieved 2009-11-18.
- ↑ "GPS Time and Frequency Reference Receiver" (PDF). leapsecond.com. Retrieved 2009-11-18.
- ↑ "URSI/IEEE XXIX Convention on Radio Science, Espoo, Finland, November 1-2, 2004" (PDF). vtt.fi. Retrieved 2009-11-18.
- ↑ "Serial DCF77 radio clock Meinberg C51". meinberg.de. Retrieved 2009-11-18.
- ↑ "ETH - IfE-Wearable Computing - Miniature pocket-worn motion sensor with DCF77 clock". wearable.ethz.ch. Archived from the original on 2011-07-06. Retrieved 2009-11-18.
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- घबराना
- आयनमंडलीय परावर्तन
- वायुमंडलीय वाहिनी
- व्युत्क्रम वर्ग नियम
- इलेक्ट्रानिक युद्ध
- उड़ान का समय
- प्रकाश कि गति
- पूर्व चेतावनी रडार
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- निरंतर-लहर रडार
- स्पेकट्रूम विशेष्यग्य
- रेंज अस्पष्टता संकल्प
- मिलान फ़िल्टर
- रोटेशन
- चरणबद्ध व्यूह रचना
- मैमथ राडार
- निगरानी करना
- स्क्रीन
- पतला सरणी अभिशाप
- हवाई रडार प्रणाली
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- इंस्टीट्यूट ऑफ़ इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स
- क्षितिज राडार के ऊपर
- पल्स बनाने वाला नेटवर्क
- अमेरिका में प्रदूषण की रोकथाम
- आईटी रेडियो विनियम
- रडार संकेत विशेषताएं
- हैस (रडार)
- एवियोनिक्स में एक्रोनिम्स और संक्षिप्ताक्षर
- समय की इकाई
- गुणात्मक प्रतिलोम
- रोशनी
- दिल की आवाज
- हिलाना
- सरल आवर्त गति
- नहीं (पत्र)
- एसआई व्युत्पन्न इकाई
- इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन
- प्रति मिनट धूर्णन
- हवा की लहर
- एक समारोह का तर्क
- चरण (लहरें)
- आयामहीन मात्रा
- असतत समय संकेत
- विशेष मामला
- मध्यम (प्रकाशिकी)
- कोई भी त्रुटि
- ध्वनि की तरंग
- दृश्यमान प्रतिबिम्ब
- लय
- सुनवाई की दहलीज
- प्रजातियाँ
- मुख्य विधुत
- नाबालिग तीसरा
- माप की इकाइयां
- आवधिकता (बहुविकल्पी)
- परिमाण के आदेश (आवृत्ति)
- वर्णक्रमीय घटक
- रैखिक समय-अपरिवर्तनीय प्रणाली
- असतत समय फिल्टर
- ऑटोरेग्रेसिव मॉडल
- डिजिटल डाटा
- डिजिटल देरी लाइन
- बीआईबीओ स्थिरता
- फोरियर श्रेणी
- दोषी
- दशमलव (सिग्नल प्रोसेसिंग)
- असतत फूरियर रूपांतरण
- एफआईआर ट्रांसफर फंक्शन
- 3डी परीक्षण मॉडल
- ब्लेंडर (सॉफ्टवेयर)
- वैज्ञानिक दृश्य
- प्रतिपादन (कंप्यूटर ग्राफिक्स)
- विज्ञापन देना
- चलचित्र
- अनुभूति
- निहित सतह
- विमानन
- भूतपूर्व छात्र
- छिपी सतह निर्धारण
- अंतरिक्ष आक्रमणकारी
- लकीर खींचने की क्रिया
- एनएमओएस तर्क
- उच्च संकल्प
- एमओएस मेमोरी
- पूरक राज्य मंत्री
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बाहरी संबंध
- Marvin E., Frerking (1996). "Fifty years of progress in quartz crystal frequency standards". Proc. 1996 IEEE Frequency Control Symposium. Institute of Electrical and Electronics Engineers. pp. 33–46. Archived from the original on 2009-05-12. Retrieved 2009-03-31.
- febo.com - Frequency Stability and Accuracy in the Real World