TIPE sur le quartz

[juliensiegler]

Bonjour à tous,


Je réalise actuellement un projet (TIPE) sur le quartz, sujet déjà assez débattu sur ce forum, mais il y a néanmoins quelque chose que je n'arrive pas à comprendre.

On trouve sur la plupart des sites internet que le quartz se comporte comme un condensateur, sauf pour les fréquences comprises entre la fréquence série fs et la fréquence parallèle fp, où il se comporte alors comme une bobine. Sur tous les sites que j'ai trouvé, ce comportement est justifié par la courbe de la réactance du quartz, qui est positive entre fs et fp (donc comportement inductif), et négative en dehors de cet intervalle (donc comportement capacitif).
-----> le problème est le suivant : Cette courbe de réactance n'est pas obtenable expérimentalement à ma connaissance. Elle a donc été établie à partir du circuit équivalent du quartz (RLC série avec une capacité en parallèle), mais comment ce modèle est il lui même justifié (autrement que par la courbe de réactance) ? Je n'arrive pas à comprendre pourquoi qualitativement / physiquement le quartz se comporte comme une bobine ou comme un condensateur selon les fréquences, et je n'ai trouvé aucune démonstration théorique qui démontre le circuit équivalent du quart

Voilà si quelqu'un en sait un peu plus sur le sujet ca m'aidera beaucoup.
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[Amator]

Bonjour,
Vous trouverez des choses intéressantes dans ce document, chapitre 3:
http://tf.nist.gov/sim/2010_Seminar/vig3.ppt

Le quartz est un résonateur et donc en première approximation, équivalent à un LC.

Suivant où on se trouve en fréquence, sur la courbe de réactance qui est bien mesurée,
on se trouve dans une partie de l’impédance du quartz à dominante capacitive (impédance qui diminue avec la fréquence),
ou dominante selfique (impédance qui croit avec la fréquence),
ou carrément réelle (résistive) aux diverses fréquences de résonance du résonateur.

[juliensiegler]

Merci pour ce powerpoint très enrichissant,

J'ai juste une dernière question : j'ai lu que le quartz ne peut osciller que dans le domaine inductif, lorsque sa réactance est positive (donc entre fs et fp). Savez vous pourquoi ?

[Amator]

Je répond pas directement à votre question car elle me déroute...je vous livre ce que je sais:

page 3-22 vous avez le schéma électrique équivalent d' un quartz.
En pratique, lors de la mesure, le quartz est chargé par une capacité de charge CL.

L'oscillation dans un oscillateur a lieu lorsque toutes les composantes réactives du circuit (quartz + électronique) s'annulent pour présenter une impédance la plus faible possible: résistance à l'oscillation électrique et mécanique la plus faible possible.

Fs correspond à la fréquence où le quartz est résistif pur ("plat" de la résonance) et présente une impédance : R1
Les composants de l'oscillateur, externes au quartz, permettent d'ajuster très légèrement Fs, à la hausse ou à la baisse, suivant si on ajoute de la self ou de la capa au schéma équivalent page 3-22.

l'ensemble oscille à +/- Fs, là où la résistance à l'oscillation est la plus faible.
A Fp l'impédance du quartz est élevée, ce qui ne favorise pas l'oscillation.


PS:Le ppt existe aussi en pdf , il faut chercher " john vig", c'est une bible dans le domaine.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gwgidaz]

Bonjour,

le cristal de quartz est un résonateur mécanique. Mais du fait de l'effet piezoélectrique, les déformations du quartz sont liées à la tension à ces bornes, et inversement: La tension piezo electrique est l'image des contraintes mécaniques sur le cristal .
On doit pouvoir trouver sur le net les calculs correspondants.
Le résultat, ( impédances motionelles) c'est que le quartz est équivalent du point de vue électrique à un circuit RLC série, même si R, L et C sont fictifs..

La résistance série est de l'ordre de quelques ohms, alors que le L et le C sont très grands , bien plus que les circuits résonants LC classiques. Donc le Q est très grand.
Tout circuit série LC présente une réactance positive au dessus de la fréquence de résonance, et négative en dessous.

Cependant, physiquement, on place le quartz entre deux électrodes, qui rajoutent ainsi une capacté en parallèle sur l'ensemble.
L'impédance totale du quartz est donc celle d'un circuit RLC série , plus une capacité Co en parallèle sur tout ça.
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