Кварцевый резонатор — Википедия

Кварцевый резонатор в кристаллодержателе по ГОСТ 2.736-68^[1]

Ква́рцевый резона́тор (жарг. «кварц») — электронный прибор, в котором пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса используются для построения высокодобротного резонансного элемента электронной схемы.

Следует отличать кварцевый резонатор от устройств, использующих другие пьезоэлектрические материалы — например, специальную керамику (см. керамический резонатор^[en]).

На пластинку, тонкий цилиндр, кольцо или брусок, вырезанные из кристалла кварца с определённой ориентацией относительно кристаллографических осей монокристалла нанесены 2 или более электродов — проводящие металлические полоски, выполненные напылением в вакууме или вжиганием плёнки металла на заданные поверхности кристалла.

Резонатор механически крепится в узлах рабочей моды колебаний, чтобы снизить потери колебательной энергии через крепление кристалла. Для иных мод колебаний узлы собственных колебаний расположены в иных местах кристалла и поэтому иные моды колебаний подавлены. Для рабочей моды колебаний кристалл имеет некоторую собственную резонансную частоту механических колебаний, причем на этой частоте добротность механического резонатора очень высока.

При подаче напряжения на электроды благодаря обратному пьезоэлектрическому эффекту происходит изгиб, сжатие или сдвиг в зависимости от того, каким образом вырезан кристалл относительно кристаллографических осей, конфигурации возбуждающих электродов и расположения точек крепления.

Собственные колебания кристалла в результате пьезоэлектрического эффекта наводят на электродах дополнительную ЭДС и поэтому кварцевый резонатор электрически ведёт себя подобно резонансной цепи, — колебательному контуру, составленному из конденсаторов, индуктивности и резистора, причем добротность этой эквивалентной электрической цепи очень велика и близка к добротности собственных механических колебаний кристалла.

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 электрического колебательного контура.

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

По поведению в электрических цепях кварцевый резонатор можно в первом приближении представить в виде эквивалентной электрической схемы, изображённой на рисунке где:

C0{\displaystyle C_{0}} — собственная ёмкость кристалла, образуемая электродами на кристалле — обкладками конденсатора, где диэлектриком является сам кристалл и параллельно соединённой с этой ёмкостью паразитной ёмкостью кристаллодержателя и электрических выводов;

C1{\displaystyle C_{1}}, L1{\displaystyle L_{1}} — эквивалентные ёмкость и индуктивность механической колебательной системы резонатора;

R1{\displaystyle R_{1}} — эквивалентное сопротивление потерь механической колебательной системы.

Математически электрический импеданс в виде преобразования Лапласа можно по правилам параллельного и последовательного соединения двухполюсников записать:

Z(s)=(1s⋅C1+s⋅L1+R1)‖(1s⋅C0),{\displaystyle Z(s)=\left({{\frac {1}{s\cdot C_{1}}}+s\cdot L_{1}+R_{1}}\right)\left\|\left({\frac {1}{s\cdot C_{0}}}\right)\right.,}

где s=jω{\displaystyle s=j\omega } — комплексная частота преобразования Лапласа, двумя вертикальными чертами обозначено параллельное соединение конденсатора C0{\displaystyle C_{0}} и цепи, состоящей из последовательно соединённых C1{\displaystyle C_{1}}, L1{\displaystyle L_{1}}, R1{\displaystyle R_{1}},

или:

Z(s)=s2+sR1L1+ωs2s⋅C0⋅(s2+sR1L1+ωp2).{\displaystyle Z(s)={\frac {s^{2}+s{\frac {R_{1}}{L_{1}}}+{\omega _{\mathrm {s} }}^{2}}{s\cdot C_{0}\cdot (s^{2}+s{\frac {R_{1}}{L_{1}}}+{\omega _{\mathrm {p} }}^{2})}}.}

В такой эквивалентной схеме наблюдается два вида резонанса — последовательный, который наступает при равенстве реактивных сопротивлений XC1{\displaystyle X_{C_{1}}} и XL1{\displaystyle X_{L_{1}}}, при этом резонансе полное электрическое сопротивление (модуль импеданса) мало и практически равно R1{\displaystyle R_{1}} и параллельный резонанс, при котором равны полные сопротивления XL1{\displaystyle X_{L_{1}}} и полное сопротивление цепи, состоящей их последовательно соединённых пары конденсаторов XC1,C2{\displaystyle X_{C_{1},C_{2}}}, при этом полное сопротивление цепи велико, так как ток при резонансе протекает во внутреннем контуре, состоящем из всех двухполюсников эквивалентной схемы.

Резонансная частота последовательного резонанса ωs{\displaystyle \omega _{\mathrm {s} }}:

ωs=1L1⋅C1.{\displaystyle \omega _{\mathrm {s} }={\frac {1}{\sqrt {L_{1}\cdot C_{1}}}}.}

Резонансная частота параллельного резонанса ωp{\displaystyle \omega _{\mathrm {p} }}:

ωp=C1+C0L1⋅C1⋅C0=ωs1+C1C0.{\displaystyle \omega _{\mathrm {p} }={\sqrt {\frac {C_{1}+C_{0}}{L_{1}\cdot C_{1}\cdot C_{0}}}}=\omega _{s}{\sqrt {1+{\frac {C_{1}}{C_{0}}}}}.}

Измерением импеданса кварцевого резонатора на четырёх различных частотах после решения системы 4 уравнений можно определить параметры всех двухполюсников, входящих в эквивалентную схему. Практически, типичная ёмкость конденсатора C1{\displaystyle C_{1}} составляет десятые и даже сотые доли пФ, индуктивность L1{\displaystyle L_{1}} единицы-десятки Гн, сопротивление R1{\displaystyle R_{1}} — десятки-сотни Ом, паразитная ёмкость C0{\displaystyle C_{0}} — десятки пФ.

Так как волновое сопротивление Rw=L1C1{\displaystyle R_{w}={\sqrt {\frac {L_{1}}{C_{1}}}}} при последовательном и параллельном резонансах очень велико относительно последовательного сопротивления R1{\displaystyle R_{1}}, это обеспечивает очень высокую добротность резонансной цепи, достигающей нескольких миллионов.

Так как практически C0≫C1{\displaystyle C_{0}\gg C_{1}} формулу для частоты параллельного резонанса можно упростить:

ωp=C1+C0L1⋅C1⋅C0=ωs1+C1C0≈ωs(1+C12C0).{\displaystyle \omega _{\mathrm {p} }={\sqrt {\frac {C_{1}+C_{0}}{L_{1}\cdot C_{1}\cdot C_{0}}}}=\omega _{s}{\sqrt {1+{\frac {C_{1}}{C_{0}}}}}\approx \omega _{s}\left(1+{\frac {C_{1}}{2C_{0}}}\right).}

Опять же, так как C0≫C1{\displaystyle C_{0}\gg C_{1}} из формул следует, что частоты последовательного и параллельного резонансов очень близки, например, для типичных C1=0,1{\displaystyle C_{1}=0,1} пФ и C0=10{\displaystyle C_{0}=10} пФ для кварцевого резонатора в несколько МГц частоты резонансов различаются на 0,5 %.

Резонансную частоту последовательного резонанса ωs{\displaystyle \omega _{\mathrm {s} }} невозможно изменить подключением к кварцевому резонатору внешней цепи, так как индуктивность и ёмкость C1{\displaystyle C_{1}}, L1{\displaystyle L_{1}} эквивалентной схемы определяются собственным механическим резонансом кристалла.

Резонансную частоту параллельного резонанса можно снижать в небольших пределах, практически на доли процента, так как C0≫C1{\displaystyle C_{0}\gg C_{1}} и ёмкость C0{\displaystyle C_{0}} входит в формулу для частоты подключением к кварцевому резонатору внешнего конденсатора. Также возможно в малых пределах увеличить резонансную частоту подключением внешней катушки индуктивности, этот способ применяется редко.

Изготовители кварцевых резонаторов при их изготовлении механически юстируют резонансную частоту при некотором подключённом внешнем конденсаторе. Ёмкость конденсатора, обеспечивающего заявленную изготовителем частоту параллельного резонанса обычно указывают в спецификации на конкретный резонатор, без подключения этого внешнего конденсатора резонансная частота будет немного выше.

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 году. Поль Ланжевен впервые практически использовал этот эффект в ультразвуковом излучателе и приемнике ультразвука в гидролокатора перед первой мировой войной.

Первый электромеханический резонатор, на основе сегнетовой соли, был изготовлен в 1917 году и запатентован в 1918 году Александром М. Николсоном (Alexander M. Nicholson) из компании Bell Telephone Laboratories, хотя его приоритет оспаривался Уолтером Гайтоном Кэди (Walter Guyton Cady), который изготовил кварцевый резонатор в 1921 году.

Некоторые улучшения в конструкцию кварцевых резонаторов предложены позже Льюисом Эссеном и Джорджем Вашингтоном Пирсом (George Washington Pierce).

Первые стабильные по частоте кварцевые резонаторы были разработаны в 1920—1930-х годах. Начиная с 1926 года, кварцевые резонаторы на радиостанциях стали использоваться в качестве элементов, задающих несущую частоту. В это же время резко возросло количество компаний, начавших выпускать кварцевые резонаторы, например, только до 1939 года в США было выпущено более чем 100 тыс. штук.

Одним из самых популярных видов резонаторов являются резонаторы, применяемые в часовых схемах и таймерах. Резонансная частота часовых резонаторов составляет 32 768 Гц; будучи поделённой на 15-разрядном двоичном счётчике, она 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[править | править код]

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

Недостатки[править | править код]

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

• 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 | Описание, принцип работы

Что такое кварц

На самом деле, кварц  – это один из самых распространенных минералов  в земной коре. Его доля составляет около 60%! Если полупроводниковые радиокомпоненты в основном делают из кремния, то кварц также состоит из кремния но в связке с кислородом. Его формула SiO₂.

Выглядит он примерно вот так:

Ну прямо сокровище какое-то!

Но сокровище спрятано не в самом кварце, а в том, каким свойством он обладает. И этот эффект кварца сделал революцию в прецизионной (точной) электронике…

Еще в 19 веке два брата Кюри обнаружили интересное свойство некоторых твердых кристаллов генерировать ЭДС , деформируя эти кристаллы.

Существует также и обратный эффект, то есть при подаче напряжения мы можем деформировать эти кристаллы. Невооруженным глазом это практически не заметно. Такой эффект называется пьезоэффектом, а вещества  –  пьезоэлектриками.

ЭДС возникает только в процессе сжатия или растяжения. Может быть вы подумали, прижать такой кристалл и всю жизнь получать из него энергию? Побрейтесь). Кстати, пьезоизлучатель тоже относится к пьезоэлектрикам и из него можно получить ЭДС. Ниже на видео светодиод, подпаянный к пьезоизлучателю. Когда мы давим на пьезоизлучатель, вырабатывается ЭДС, которая и зажигает маленький светодиод:

Не так давно смотрел фильм по National Geographic. Там целые пьезоэлектрические плиты устанавливали на дороге. По ним ходили люди и вырабатывали электрическую энергию, сами того не подозревая). Кстати, очень халявная, чистая и возобновляемая энергия))).

Ладно, что-то отвлекся… Так вот, кристаллы кварца тоже обладают пьезоэффектом и способны также вырабатывать ЭДС или деформироваться (изгибаться, изменять форму) под воздействием электрического тока.

Кварцевый резонатор

Резонатор – (от лат. resono –  звучу в ответ, откликаюсь) – это система, которая способна совершать колебания с максимальной амплитудой, то есть резонировать, при воздействии внешней силы определенной частоты и формы. Получается, кварцевый резонатор в электронике, а в народе просто “кварц”, – это радиоэлемент, который

способен резонировать, если на него подать переменный ток определенной частоты и формы.

Кварцевые резонаторы выглядят в основном вот так:

Разобрав кварцевый резонатор, можно увидеть воочию сам кристалл кварца. Давайте вскроем кварц советского производства вот в таком корпусе:

Итак, что мы тут видим? Прозрачный кристалл кварца, размещенный между двумя металлическими пластинками, к которым подпаяны выводы самого кварца.

В маленьких кварцах типа этих

используются тонкие прямоугольные пластинки кварца. Здесь правило такое: чем больше толщина пластинки, тем ниже рабочая частота кварца. Поэтому, самые высокие частоты, на которые делают кварцы, составляет не более 50 Мегагерц, так как пластинка получается очень тонкая, что создает трудности при ее изготовлении. Да и держать ее как-то надо в корпусе, не поломав. По идее, можно выжать из кварца частоту и до 200 Мегагерц, но работать такой кварц будет на обертоне.

Что такое обертоны

Обертоны, или как еще их называют, моды или гармоники – это кратные частоты, выше основной частоты кварца. С помощью фильтров гасят основную частоту кварца и выделяют обертон. В кварцевом резонаторе в режиме обертонов используют нечетные обертоны. Если основная частота кварца F – это первый обертон, то его рабочие обертоны будут как 3F, 5F, 7F, 9F.  Стоит также отметить, что амплитуда обертона убывает с ростом его частоты, поэтому далее 9 обертона смысла брать уже нет, так как выделять амплитуду маленького сигнала очень трудно.

Пример: возьмем кварц с частотой в 10 Мегагерц. Тогда мы можем возбудить его на обертонах в 30 Мегагерц (третий обертон), в 50 Мегагерц (пятый обертон), в 70 Мегагерц (седьмой обертон) и максимум в 90 Мегагерц (девятый обертон).

Чтобы хоть как-то понять, что такое обертоны, для примера послушайте основную частоту 110 Герц и ее обертоны.

Схема, которая возбуждает кварц на обертонах, сложная и не очень надежная, так как во-первых, надо “давить” главную частоту кварца и выделять обертон, а во-вторых, кварц может возбудиться в режиме случайных колебаний. На практике все-таки делают схемы с умножением главной частоты кварца, что намного проще и надежнее.

Обозначение кварца на схеме

Кварц является диэлектриком. А что будет если тонкий диэлектрик разместить между двумя металлическими пластинами? Получится конденсатор! Конденсатор получается очень маленькой емкости, так что замерить его емкость вряд ли получится. Зато не стали мудрить со схемотехническим обозначением кварца, и на схемах его показывают как прямоугольный кусочек кристалла, заключенный между двумя пластинками конденсатора:

Принцип работы кварца

Очень много мифов ходит по интернету именно  о кварцевом резонаторе. Самый популярный миф гласит так: если подать постоянное напряжение на кварцевый резонатор, он будет выдавать переменное напряжение с частотой, которая на нем указана. Насчет “частоты, указанной на нем”, я, может быть, соглашусь, но насчет постоянного напряжения – увы. Кристалл кварца просто сожмется или разожмется). Некоторые вообще до сих пор думают, что кварц сам по себе выдает переменный ток ) Ага).

Для того, чтобы понять принцип работы кварцевого резонатора, надо рассмотреть его эквивалентную схему:

С – это собственно емкость между обкладками конденсатора. То есть если убрать кристалл кварца, то останутся две пластины и их выводы. Именно они и обладают этой емкостью.

С1 – это динамическая емкость самого кристалла. Динамическая – это значит проявляется при работе кварца. Ее значение несколько фемтоФарад. Фемто – это 10^-15 !

L1 – это динамическая индуктивность кристалла. Она может достигать несколько тысяч Генри!

R1 – динамическое сопротивление, при работе кварца может достигать от нескольких Ом и до нескольких КилоОм

Можно заметить, что С1, L1 и R1 образуют последовательный колебательный контур, который обладает своей резонансной частотой.

Принцип работы кварцевого резонатора такой: если к обкладкам кварцевого резонатора подвести переменное напряжение, то  его пластинка начнет колебаться с частотой подведенного напряжения. Если подведенная частота  будет совпадать с собственной резонансной частотой колебания кварца, то наступит резонанс. Напряжение на обкладка кварца резко возрастает. В этом случае кварцевый резонатор ведет себя, как настроенный на определенную частоту колебательный контур с очень высокой добротностью.

Каждый кварц имеет разные частоты последовательного и параллельного резонанса. Если мы видим на кварце вот такую надпись

это говорит нам о том, что на частоте последовательного резонанса мы можем возбудить этот кварц на частоте 8 Мегагерц. В основном кварц работает на частоте последовательного резонанса. Здесь также есть еще одно правило: если частота маркируется в целых числах в Килогерцах – это работа на основной гармонике, а если в Мегагерцах через запятую – это обертонная гармоника. Например: РГ-05-18000кГц – резонатор для работы на основной частоте, а РГ-05-27,465МГц – для работы на 3-ем обертоне.

И запомните раз и навсегда:

 

Также рекомендую к прочтению продолжение статьи, которая называется кварцевый генератор.

Устройство, принцип работы и ремонт резонатора глушителя

Основную роль по глушению шума, возникающего после сгорания рабочей смеси в моторе, играет резонатор. Габариты этой запчасти зависят непосредственно от количества воспроизводимого шума, имеет значение и его форма.

Из-за поломки резонатора хуже работает вся выхлопная система — внутри машины возникает запах выхлопных газов и во время движения появится сильный шум.

Как устроен резонатор

Сам по себе он состоит из массы слоев, где каждый несет ответственность за осуществление конкретных задач. Едва только горячий отработанный газ попадает в резонатор, где проходит через отражатели. Частицы выработанного газа идут по двум разным потокам. Впускной и выпускной резонаторы проделывают один и тот же объем работ, поскольку пропускают выхлопы через всю систему.

В связи с тем, что на резонатор и на выхлопную систему в целом регулярно влияют крайне высокие температуры, то эти детали машины нередко ломаются. Для предотвращения поломки нужно регулярно осматривать выхлопную систему и ухаживать за ней.

Следует знать, что работа резонатора зависит от:

• состояния чистоты глушителя;
• качества катализатора;
• размера трубы в диаметре.

Снаружи резонатор напоминает маленький глушитель. Для отличной работы системы, давление обязано равномерно распределяться. Именно благодаря этому выхлопная система оказывает меньшее сопротивление, никак не влияющее на понижение отдачи мотора.

Ремонт резонатора

В зависимости от двигателей бывают и разные виды резонаторов — например, бывают резонаторы под двухтактный двигатель и четырехтактный. Делят их и в зависимости от размеров и наружности.

Как понять, что в резонаторе есть поломка: если он неисправен, то появится шум при работе мотора или же сократится отдача движка.

В основном в резонаторе возникают дырки и появляется ржавчина. Ремонт можно сделать самостоятельно, или же прийти к мастерам.

Итак, для заделки дыр нужно:

• вырезать пластину из жести для закрытия дырки. Следует учесть, что размер «заплатки» сделать нужно больше, чтобы не было встык;
• потом нужно затереть место ремонта наждачной бумагой;
• затем высверливают несколько отверстий для крепления на резонаторе и пластине;
• для фиксации пластины на резонаторе понадобится взять шпаклевку и отвердитель;
• после установки пластины через проделанные отверстия прикручивают саморезы;
• не нужно сразу запускать двигатель — шпаклевке нужно застыть.

Таким образом, удастся заделать дыру в резонаторе и он сможет проработать еще пару лет.

Как заменить резонатор глушителя своими руками

Замену резонатора выполняют обычно в гараже, поскольку нужна яма.

Последовательность действий такова:

• спреем против ржавчины WD-40 обрабатывают поверхность соединения болтов резонатора, затем откручивают соединительные болты.
• Отсоединяют особый хомут крепления резонатора, а после разъединения труб нужно извлечь уплотнитель.
• Разъединяют все крепления с уплотнительными кольцами и полностью снимают резонатор.
• Установка нового резонатора выполняется в обратной последовательности.

Во время монтажа резонатора следует проверить место соединения с глушителем — не должно быть зазоров. В случае их появления при сборке, станет заметно меньше коэффициент полезного действия резонатора и будет громкий звук при функционировании силового агрегата.

• Почему у китайского производителя GAC в России нет шансов

Смотреть все фото новости >>

Поделиться Сообщить об ошибке

Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Просмотров: 54476   |   Источник: car.ru   |   Автор: Плотников Д. А.

 

Когда менять резонатор, и какой резонатор выбрать? | Статьи, обзоры

Когда менять резонатор, и какой резонатор выбрать?

Резонатор – часть выхлопной системы автомобиля, которая отвечает за частичную компенсацию звуковой волны, появляющейся при детонации топливной смеси в камере сгорания двигателя. Имеет резонаторы не каждый автомобиль, некоторые малолитражные автомобили на заводе могут комплектоваться и без него, но в большинстве случаев он устанавливается в авто.

Данная часть выхлопной системы отвечает за гашение звуковой волны, соответствующей низкочастотному диапазону. Резонатор работает в паре с глушителем, за счет чего можно добиться относительно тихой работы двигателя, даже на повышенных оборотах. Особенно эффективен резонатор при компенсации резонансных звуковых волн.

Нужно ли менять резонатор?

На резонатор приходится большая температурная и колебательная нагрузка, что приводит к выходу его из строя через какое-то время. В сущности, резонатор, как и глушитель, относится к расходным комплектующим деталям автомобиля. Срок действия зависит от качества изготовления.

Со временем, под действием высокой температуры и коррозионных процессов, возникает старение металла резонатора. В результате сталь выгорает, и резонатор теряет герметичность. Иногда первыми выходят из строя внутренние части резонатора, (начинка банки), тогда резонатор может забиться. Это часто является ответом на вопрос, почему звенит резонатор или издает гудящий звук.

Как определить, что резонатор сечет, или как определить, что резонатор забит? Понять, что резонатор прогорел можно по появлению неприятного звука, появляющегося при работе двигателя особенно на повышенных оборотах. Неисправный резонатор увеличивает звук работы авто, иногда довольно существенно.

Можно ли ездить с прогоревшим резонатором?

При выходе из строя резонатора, автомобиль все также будет работать, и на нем можно будет передвигаться. Звук работы мотора изменится, и это самое заметное изменение. Можно ли ездить с пробитым резонатором, и пробитый резонатор, чем грозит:

• во-первых, вы будете мешать окружающим и соседям во время езды на автомобиле. Это чревато жалобами и недовольством окружающих;
• во-вторых, вы можете попасть на штраф от работников автоинспекции. Дело в том, что у нас в стране существуют нормы по уровню громкости работы автомобиля. Если они нарушаются, то вас могут остановить и оштрафовать за их нарушение, вплоть до отправки на штрафплощадку;
• в-третьих, пробитый резонатор нарушает работу настроенного выхлопа, это может сказаться на работе двигателя, например, в сторону увеличения расхода топлива, и т.д.

В связи с этим возникает вопрос, прогорел резонатор, чем заделать? Как сделать резонатор на авто, и где купить резонатор, если он не подлежит ремонту?

Можно ли заварить резонатор, если он прогорел или пробит?

Иногда практикуется временный ремонт существующего пробитого или прогоревшего резонатора. Чем заварить или заделать резонатор?

В этом случае у вас есть несколько способов временного устранения поломки резонатора выхлопной системы:

• заделать небольшой прогар или пробой холодной сваркой – специальным двусоставным термостойким клеем;
• обмотать резонатор специальным бандажом, на месте пробоя или прогара;
• заварить место прогара латкой из стали.

Но надо помнить, что все эти методы лишь временная мера, и скоро резонатор снова выйдет из строя. Исключение составляет лишь пробой на новом резонаторе, возникший, к примеру, из-за незначительного механического повреждения.

Заваривать резонатор можно лишь в том случае, когда состояние стали на банке изделия позволяет проводить сварочные работы. Но следует помнить, что со старым резонатором возиться не стоит. Лучше ставить резонатор новый, или заехать на вашу СТО и выяснить, сколько стоит замена резонатора, если вы не хотите менять его самостоятельно.

Некоторые моменты

Если вы слышите, цыканье, когда остывает резонатор, то это не является поломкой. Во время сильного нагревания материал детали расширяется, а при остывании может издавать такие звуки.

Можно ли резонатор крепить жестко? К системе выхлопа, к соединительной трубе и к глушителю, резонатор крепится жестко и герметично, (иногда через гофру глушителя). К кузову автомобиля никогда нельзя крепить резонатор жестко. Это приведет к выходу из строя системы выхлопа.

Некоторые автовладельцы, при ремонте резонатора, набивают его специальным звукопоглощающим материалом. Лучшим вариантом набить резонатор, является базальтовое волокно. Кстати, есть и заводские варианты резонаторов с использованием звукопоглощающего материала.

Если вы задаетесь вопросом, какой резонатор лучше, тогда обратите внимание на несколько самых важных критериев:

• толщина банки резонатора должна быть соответствующей и не менее 1,5 мм., это позволит долго служить детали в вашем авто;
• желательно, чтобы поверхность стали резонатора имела антикоррозионное покрытие (алюминизация, оцинковка, нержавейка). Это также положительно скажется на сроке службы;
• важно чтобы конфигурация, типоразмеры и метод крепления глушителя точно совпадали с оригинальной заводской деталью;
• резонатор должен быть точно разработан для вашей модели и марки авто, с учетом типа кузова, мощности и конфигурации двигателя, типа топливной системы и года выпуска вашего автомобиля. Купить не соответствующий резонатор – выбросить деньги на ветер.

В большинстве ситуаций полная замена вышедшего из строя резонатора на новый будет наиболее верным решением. При поломке резонатора по причине «старости», лучшим решением будет замена пары резонатор – глушитель.

Резонатор с изюминкой, о которой не знают физики / Habr

Для исследования физической картины микромира приходится строить циклопические
сооружения. Этот тренд захватил и исследования нейтрино.

Расскажу о возможности создания в небольшом резонаторе электромагнитного поля, похожего на структуру поля в одной из теоретических моделей нейтрино.

Эта модель представляет нейтрино в виде анаполя или тороидного диполя. Картина силовых
линий поля в такой модели (http://victorpetrov.ru/author/admin) в чем-то похожа на картину
силовых линий тороидального трансформатора. Но анаполь статичен, то есть производные
напряженностей поля по времени у него равны нулю. Это означает, что осцилляций между
магнитной и электрической энергиями не происходит.

Оказывается, что нет запрета на существование похожей структуры в несколько необычном,
треугольном резонаторе. В таком резонаторе, показанном на рисунке 1, можно получить
стоячие волны, которые образуются сложением шести отраженных друг на друга бегущих
волн.


Еще важнее то, что пучности стоячих волн в треугольном резонаторе имеют тороидную
форму и поперечные размеры порядка длины волны. Более узкая локализация энергии
монохроматического электромагнитного излучения невозможна в принципе.

Насколько мне известно, возможность локализации электромагнитной энергии в тороидных
стоячих волнах с помощью треугольного резонатора до сих пор не рассматривалась, поэтому
приведу более подробно элементарные выкладки, показывающие, как в таком резонаторе
может появляться тороидная структура поля стоячей волны.

Как видно из рисунка 1, равенство набега электромагнитных волн, идущих по ломаным
путям между зеркалами А, В и С, обеспечивает одинаковый фазовый набег по всей ширине
волнового фронта трех плоских волн. Соответственно, если высота L кратна числу полуволн,
то в резонаторе могут существовать три стоячие плоские волны, сходящиеся под углом 120
градусов. Диаграмма волновых векторов пучков, образующих эти стоячие волны показана на
рисунке 2.

В плоской стоячей волне на поверхности зеркал напряженность электрического поля равна
нулю, а напряженность магнитного поля максимальна. Если поместить начало координат в
центр пучности магнитной компоненты стоячего поля, где три плоские стоячие волны
должны сходиться в одной фазе, то суммарная напряженность магнитного поля в любой
точке над плоскостью х, у определяется формулами, показанными на рисунке 3. Там же
показано распределение напряженности суммарного магнитного поля, которое описывается
этими формулами. Это распределение построено с помощью сервиса grafikus.ru.
Аналогично для проекций вектора напряженности электрического поля справедливы
формулы и распределение модуля напряженности электрического поля, показанные на
рисунке 4.


Как видно из представленных распределений электрического и магнитного поля, при
суммировании трех синхронных стоячих волн, идущих под углом 120 градусов, возникает
осесимметричная стоячая волна.

В соответствии с уравнениями Максвелла для свободного пространства, векторные
компоненты поля с точностью до постоянных коэффициентов связаны соотношением:

Поэтому, если магнитное поле распределено в пространстве и изменяется во времени в
соответствии с формулами, приведенными на рисунке 3, то электрическое поле будет иметь
кольцевую структуру, придавая тороидную форму пучностям стоячего электромагнитного
поля. Условная картина силовых линий электромагнитного поля, локализованного в
пучностях тороидной стоячей волны, показана на рисунке 4.

В треугольном резонаторе пучности расположены в узлах треугольной сетки,
показанной на рисунке 5.

Линии, образующие сетку идут параллельно зеркалам с шагом, равным длине волны. Если
высота L равностороннего треугольника, образованного зеркалами A, B и C, кратна длине
волны, то из любого узла сетки фазовый набег до нормального отражения от поверхности
любого зеркала будет равен целому числу волн. Это обеспечивает в узловых точках
максимум напряженности магнитного поля трех пересекающихся стоячих волн и создает
условия для локализации электромагнитной энергии в виде тороидных пучностей.

В реальном резонаторе возбуждается целый ряд близких по длине волны мод, которые
размазывают показанную треугольную сетку. То есть, в окрестности узловых точек может
существовать ансамбль тороидных мод. В этом ансамбле, в принципе, могут в какие-то
моменты времени доминировать пары, в которых тороидные пучности сдвинуты по фазе на
четверть длины волны, когда максимум электрической энергии одной тороидной пучности
приходится на максимум магнитной энергии другой близко расположенной пучности. В эти
моменты соответствующие производные обнуляются и нельзя исключить вероятность
замораживания поля в этом состоянии и превращения его, хотя бы на короткое время, в
подобие статического анаполя.

Так, что тороидные пучности треугольного резонатора можно считать его изюминами,
которые до сих пор не рассматривались физиками и их свойства не исследовались ни
теоретически, ни практически. Тем более, что практическое исследование не требует
значительных материальных затрат.

Возбуждение треугольного резонатора возможно по объемной, или по свернутой кольцевой
схемам, показанным на рисунке 6.

При возбуждении по объемной схеме могут быть использованы три одинаковых активных
лазерных стержня прямоугольной формы. На свободные торцы стержней наносят
отражающее покрытие, а на обращенные друг к другу торцы наносят селективное покрытие.
Оно должно пропускать нормально падающее излучение и отражать наклонные лучи.

При возбуждении по кольцевой схеме лазерный стержень АЕ должен располагаться так,
чтобы прямой и обратный кольцевые лучи пересекали сами себя в одной фазе в центре
резонатора.

В заключение отмечу, что этот пост основан на материалах патентной заявки.