آموزش نحوه تست کریستال الکترونیکی

کریستال الکترونیکی یکی از قطعات الکترونیکی SMD مهم در مدارهای الکترونیکی به حساب می‌آید که وظیفه ایجاد هماهنگی بین بخش‌های مختلف سیستم را بر عهده دارد. با توجه به اهمیت کاربرد این قطعه، آشنایی با نحوه تست کریستال الکترونیکی بسیار مهم است.
کریستال الکترونیکی در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی، از جمله رایانه‌ها، تلفن‌های همراه، سیستم‌های مخابراتی و بردهای صنعتی کاربرد دارد. در صورتی‌که کریستال‌ها فرکانس‌های دقیق و پایداری ایجاد کنند، عملکرد مدار نیز بی‌نقص خواهد بود و در صورتی که فرکانس‌های ایجاد شده توسط کریستال‌ها انحراف و ایرادی داشته باشند عملکرد سیستم نیز مختل خواهد شد.
با تست کریستال الکترونیکی و رفع اشکالات موجود می‌توان از بروز ایراداتی مانند قطعی داخلی، نوسانات نامنظم یا انحراف فرکانس جلوگیری کرد. با توجه به اهمیت این موضوع در این نوشته روش تست کریستال را بررسی می‌کنیم تا بتوانید بردهای الکترونیکی را به صورت دقیق‌تر و کارآمدتر، عیب‌یابی و تعمیر کنید.

کریستال الکترونیکی چیست؟

پیش از آموزش نحوه تست کریستال الکترونیکی بهتر است به طور کلی این قطعه را معرفی کنیم. کریستال الکترونیکی یکی از قطعات برد الکترونیکی است که بسیار مهم و کاربردی می‌باشد و برای تولید سیگنال الکتریکی با فرکانس دقیق و پایدار، از آن استفاده می‌شود. این قطعه به صورت یک کریستال کوچک درون یک محفظه فلزی یا سرامیکی قرار می‌گیرد. ارتعاش مکانیکی که توسط این قطعه ایجاد می‌شود، سیگنال الکتریکی با فرکانس ثابت تولید می‌کند.
ساختار و خواص کریستال‌های الکترونیکی سبب می‌شود این قطعات، فرکانسی بسیار پایدار تولید ‌کنند که تحت تأثیر تغییرات دما و ولتاژ، نوسان کمی دارد. با این حال با استفاده از مدارهای جبران‌ساز دما یا سیستم‌های کنترل دیجیتال می‌توان خطای فرکانسی را به حداقل رساند. در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند میکروکنترلرها و پردازنده‌ها، ساعت‌های دیجیتال، مودم‌ها و سیستم‌های مخابراتی، رایانه‌ها و غیره از کریستال‌ها به عنوان یک قطعه ضروری استفاده می‌شود.

علائم خرابی کریستال

آشنایی با علائم خرابی کریستال و نحوه تست کریستال الکترونیکی به شما کمک می‌کند تا فرآیند عیب‌یابی بردهای الکترونیکی را دقیق‌تر و سریع‌تر انجام دهید. برخی از مهم‌ترین علائم خرابی کریستال‌ها عبارتند از:

• عدم راه‌اندازی مدار: در صورت خرابی و از کار افتادن کریستال، سیگنال کلاک در مدار وجود نخواهد داشت و پردازنده یا میکروکنترلر نمی‌توانند عملیات را شروع کنند. بنابراین دستگاه روشن نمی‌شود یا پس از روشن شدن، واکنشی نشان نمی‌دهد.
• ریست شدن‌های مکرر: ریست شدن‌های مکرر مدار نشان‌دهنده وجود ایراد در کریستال یا وجود انحراف در فرکانس است.
• عملکرد ناپایدار تایمر یا کلاک: در صورتی که کریستال مشکلی داشته باشد و فرکانس آن ناپیدار باشد، زمان در ساعت‌های دیجیتال کند یا سریع می‌شود و در میکروکنترلرها، اجرای توابع تایمر مختل می‌شود.

نحوه تست کریستال الکترونیکی

از آن‌جایی که سالم بودن کریستال‌ها اهمیت زیادی برای کارکرد صحیح مدار دارد، نحوه تست کریستال الکترونیکی باید با دقت انجام شود. روش‌های مختلفی برای تست کریستال الکترونیکی وجود دارد و شما می‌توانید با توجه به نوع مدار و ابزارهایی که دارید روش تست کریستال را انتخاب کنید. برخی از روش‌های تست کریستال عبارتند از:

تست با اسیلوسکوپ

برای تست کریستال می‌توان از اسیلوسکوپ استفاده کرد و این روش، دقیق‌ترین روش تست کریستال به حساب می‌آید. البته برای انجام این روش باید با اصول کار با اسیلوسکوپ آشنا باشید.
با این روش می‌توان شکل موج، دامنه و پایداری نوسان فرکانس را بررسی کرد. زمانی که کریستال روی برد قرار گرفته و مدار روشن است، می‌توان از این روش استفاده کرد و پروب اسیلوسکوپ را به یکی از پایه‌های کریستال متصل کرد و فرکانس خروجی را اندازه گرفت. در صورتی که این فرکانس اندازه گیری شده دقیقا به انداره فرکانس استاندارد نوشته شده روی کریستال باشد یعنی کریستال سالم است.
همچنین در صورتی‌که شکل موج، سینوسی یا مربعی پایدار با دامنه مناسب باشد یعنی کریستال سالم است اما اگر شکل موج مخدوش یا دارای دامنه بسیار ضعیف باشد، احتمال خرابی کریستال وجود دارد. برای اطمینان از دقیق بودن نتایج حتما باید از بهترین برند اسیلوسکوپ استفاده کنید.

تست با مولتی‌متر

استفاده از مولتی‌متر روش مناسبی برای تست عملکرد واقعی کریستال نیست و بهتر است از اسیلوسکوپ استفاده شود. اما به هر حال از مولتی‌متر نیز می‌توان برای تشخیص اولیه خراب بودن کریستال استفاده کرد. برای این روش باید از مولتی مترهایی که می‌توانند فرکانس را در مدار AC اندازه‌گیری کنند استفاده شود. می‌توانید با استفاده از مولتی‌متر میزان اختلاف ولتاژ دو سر کریستال ها را اندازه بگیرید. در صورتی که این مقدار کمتر از 1 میلی ولت باشد، کریستال خراب است.
با توجه به اهمیت این قطعه حتما باید از کریستال اورجینال و با کیفیت استفاده کنید و از آن جایی که تشخیص قطعات الکترونیک اورجینال دشوار است حتما باید از تأمین کنندگان معتبر و با تجربه خرید خود را انجام دهید.

نکات مهم هنگام تست کریستال الکترونیکی

کریستال‌ها قطعات حساس و دقیقی هستند. به همین دلیل نحوه تست کریستال الکترونیکی باید همراه با رعایت نکات خاصی باشد. در صورتی که این نکات را نادیده بگیرید ممکن است نتوانید خراب یا سالم بودن قطعه را به درستی تشخیص دهید و حتی ممکن است به قطعه آسیب بزنید. مهم‌ترین نکاتی که باید هنگام تست کریستال الکترونیکی در نظر گرفته شوند، عبارتند از:

اهمیت تغذیه صحیح در مدار

یکی از نکات مهمی که هنگام تست کریستال باید به آن توجه کنید، اطمینان از تغذیه صحیح و پایدار مدار است. کریستال به ولتاژ کاری مناسب نیاز دارد و نوسانات یا نویز در منبع تغذیه می‌تواند عملکرد آن را مختل کند. قبل از تست، باید مطمئن شوید ولتاژ تغذیه مدار صحیح و پایدار است. همچنین باید از اتصال صحیح پایه‌های کریستال مطمئن شوید.

دقت به فرکانس نامی کریستال

معمولا روی بدنه کریستال‌ها فرکانس نامی آن‌ها درج شده است. هنگام تست این قطعه باید مطمئن شوید که فرکانس اندازه‌گیری شده با فرکانس نامی درج شده روی قطعه تطابق دارد و در غیر این صورت کریستال خراب است.

نقش خازن‌های بار در عملکرد صحیح

خازن‌های بار که بین پایه‌های کریستال و زمین قرار می‌گیرند در عملکرد صحیح کریستال نقش دارند. مقدار این خازن‌ها باید با مقدار توصیه شده در دیتاشیت کریستال تطابق داشته باشد تا فرکانس کریستال انحراف نداشته باشد. (در صورتی که با قطعات الکترونیکی کار می‌کنید حتما می‌دانید دیتاشیت چیست). هنگام تست کریستال باید مطمئن شوید که خازن‌های بار سالم هستند.

جمع‌بندی

در این نوشته نحوه تست کریستال الکترونیکی را آموزش دادیم و توضیحاتی در مورد تست کریستال الکترونیکی ارائه کردیم. همان‌طور که توضیح دادیم تست کریستال یکی از مراحل مهم در عیب‌یابی و تعمیر بردهای الکترونیکی است زیرا تشخیص به‌موقع خرابی کریستال می‌تواند از بروز مشکلات پیچیده در مدار جلوگیری کند.
روش‌های مختلفی برای تست این قطعه وجود دارد که هر کدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و شما می‌توانید با توجه به ابزارهای در دسترس و نوع مدار روش تست کریستال را انتخاب کنید.
اگر نشانه‌هایی مانند عدم راه‌اندازی مدار، ریست شدن‌های مکرر یا ناپایداری فرکانس را مشاهده کردید باید کریستال را بررسی کنید. اگر شک دارید که کریستال خراب است می‌توانید آن را با یک کریستال سالم تعویض کرده و مدار را دوباره تست کنید تا از خراب یا سالم بودن کریستال مطمئن شوید. مجموعه رسام با واردات قطعات الکترونیک از اروپا، چین و غیره می‌تواند قطعات اورجینال را با قیمت مناسب در اختیار شما قرار دهد.