Резонатор глушителя — часть выхлопной системы, к задачам которого относится гашение звуков низкой частоты, возникающие вследствие работы двигателя. Каждому автолюбителю будет полезно знать, где находится резонатор, и с какими возможными проблемами ему придется столкнуться за время его службы. Поломка резонатора выхлопной трубы не является критичной, однако может доставить массу неудобств не только водителю, но и окружающим людям. О том, как устранить возникшие проблемы, как демонтировать и установить агрегат, а также как сделать резонатор своими руками — обо всем этом мы поговорим в данном материале.
Назначение резонатора
Для начала разберемся, для чего нужен резонатор. Как упоминалось выше, он является частью выхлопной системы двигателя автомобиля. Его основная функция — гашение звуков низкой частоты, которые возникают в процессе отработки газов и попадания их в газоотводную систему. Существует две причины, по которым в ней возникают шумы:
- звук от расширения газов;
- шум от вибрации элементов выхлопной системы.
Расположение резонатора
Вместе с глушителем к задачам автомобильного резонатора относится снижение скорости передвижения отработанных выхлопных газов. Это становится возможным благодаря физическому закону, в соответствии с которым газы, которые быстро передвигаются в узкой трубе при попадании в большой объем теряют свою скорость, и соответственно, энергию. В системе отвода газов, резонатор стоит перед основным глушителем, являясь, по сути, первым звеном в цепи глушения звуков у выхлопной системе. То есть, его основные задачи — предварительное снижение шума и уравновешивание пульсаций потока отработанных газов.
Некоторые автовладельцы называют его “средним глушителем” (из-за его физического расположения приблизительно посередине днища машины) или “вторым глушителем”. Однако это неверно, поскольку резонатор выхлопной системы и глушитель имеют разные принципы работы.
Резонатор выхлопной системы автомобиля также выполняет функцию по освобождению выхлопа двигателя от отработанных газов и создания равномерного давления в ней. Благодаря этому обеспечивается минимальное сопротивление передвижению выхлопных газов, и возникает возможность использовать почти всю полезную мощность двигателя.
Поскольку резонатор все же отбирает часть мощности 10…15% то в спортивных автомобилях используют так называемые прямоточные глушители и не устанавливают резонаторы.
Классификация
Теория гашения резонансных процессов используется при разработке конструкции. На практике классифицируются готовые решения, они уже перечислены, можно свести результат в короткий перечень:
- прямоточные и многокамерные устройства;
- гашение колебаний накоплением энергии в полостях и камерах или с применением быстродействующих волокнистых демпферов;
- использование дорогих или дешёвых материалов, в последнем случае прибор становится расходником.
Обычно не удаётся успешно применять деталь от другого автомобиля или универсальную, она должна быть подобрана по своим свойствам именно для конкретного мотора.
Устройство резонатора
Конструктивно резонатор состоит из перфорированной (просверленной по всей длине в пределах устройства) трубы, помещенной в металлический корпус. Также в конструкции есть дроссельное отверстие, предназначенное для повышения эффективности гашения волновых колебаний в трубе. Внутренняя полость резонатора разделена на две или более неравные части перегородками, расположенными в поперечной плоскости к трубе. Также в конструкцию более современных выхлопных резонаторов входит теплоизоляция и/или звукоизоляция (зачастую это один и тот же материал), расположенная под корпусом и предназначенная для снижения его температуры и/или звуков, исходящих из устройства.
Внутреннее устройство резонатора
Внутренние полости имеют неодинаковый объем с тем, чтобы обеспечивать периодическое сужение и расширение потока отработанных газов, что в свою очередь дает выравнивание их неравномерной пульсации. То есть, каждая камера имеет свою резонансную частоту. Кроме этого они имеют небольшое смещение относительно оси корпуса. Это необходимо для достижения смены направления потока выхлопов. А внутренняя перфорация на трубе нужна для гашения большой амплитуды звуковых волн, которые вырабатывают газы.
На эффективность работы резонатора влияют следующие факторы:
- степень его изношенности, герметичность;
- уровень загрязненности от нагара (чем чище, тем эффективнее);
- диаметр (чем больший диаметр устройства, тем больший у него КПД).
О прямоточной системе
Любой автомобильный глушитель снижает мощность двигателя, создавая значительное сопротивление на пути потока дымовых газов. Такую цену приходится платить за комфорт и практически беззвучный выхлоп. Но для автомобилистов, занимающихся тюнингом своих «железных коней», существует альтернативный вариант – звукопоглотитель прямоточного типа.
Задача данного элемента – снизить потери мощности, продолжая поглощать звуковые колебания от работы двигателя. Прямоток является компромиссным решением, поскольку в угоду мощности он гасит шум не столь эффективно, как штатные элементы авто. Из чего состоит такой глушитель:
- металлический корпус, оснащенный двумя патрубками;
- внутри находится перфорированная прямая труба, соединяющая входное и выходное отверстие;
- между корпусом и трубой заложен звукопоглощающий материал – каолиновая или базальтовая вата.
Звуки, идущие по прямой трубе с отверстиями, частично поглощаются волокном, но другая часть беспрепятственно проходит наружу, ведь перегородки и резонансные камеры отсутствуют. Поэтому автомобили, оборудованные прямотоком, издают рокочущий звук, особенно при нажатии на педаль акселератора.
Высший уровень тюнинга – комбинированная система выхлопа с заслонкой, управляемой из салона автомобиля. С ее помощью поток газов можно переключать между двумя ветками: на первой стоит обычный эффективный глушитель, а на второй – прямоток. Это позволяет использовать мощь мотора только при необходимости, а в обычных условиях ездить по городу без лишнего «рева» из выхлопной трубы.
Неполадки в работе резонатора
Как и всякая деталь, автомобильный резонатор периодически выходит из строя. Ведь он пропускает через себя выхлопные газы, имеющие температуру в несколько сот градусов по Цельсию. А в совокупности с агрессивными химическими элементами, содержащимися в выходящей газовой смеси это приводит к постепенному прогоранию металлических деталей системы.
Основными признаками поломки резонатора являются:
- Ухудшение работы глушителя и выхлопной системы. Это проявляется по возросшему звуку, исходящему из выхлопной трубы, особенно это касается звуков низкой частоты (рев).
- Появление выхлопных газов из-под днища машины. Это является явным признаком разгерметизации резонатора или других частей системы отвода газов.
- Наличие характерного дребезжащего металлического звука со стороны резонатора. Он появляется вследствие того, что прогорает один (или несколько) из внутренних компонентов устройства. Обычно в таких случаях он “болтается” или отрывается и тарахтит в одной из камер.
- Существенное падение мощности двигателя. Из-за возникшей неисправности значительно падает пропускная способность резонатора, поэтому он хуже или вовсе не гасит неравномерные пульсации выхлопных газов. А это дает обратную связь по ухудшению работы силового агрегата.
Если вы столкнулись с одним или несколькими из вышеперечисленных признаков неполадки резонатора, необходимо как можно быстрее провести ревизию его работы.
Как проверить катализатор?
От состояния катализатора зависит мощность двигателя. При характерных симптомах поломки обязательно нужно его проверить. Сделать это можно на свет (демонтировав) и на противодавление или содержания CO без снятия Подробнее
Стреляет в глушитель
На вашем авто двигатель стрелять в глушитель? Тогда стоит проверить систему зажигания, подачи топлива или метки ГРМ. Узнайте причины и как избавиться от хлопков из глушителя Подробнее
Замена резонатора ВАЗ 2110
Ремонт выхлопной системы или замена глушителя на ВАЗ 2110 чаще всего заключается в замене резонатора, поскольку решить проблему прогорания сваркой получается не надолго. Основная задача быстро снять резонатор Подробнее
Для чего он нужен?
В системе, обеспечивающей вывод сгоревших газов, резонатор обеспечивает своевременный вывод газообразной смеси из камеры мотора.
Значительная часть автомобильных специалистов уверена, что от качественности этой детали во многом зависит уровень полезной мощности, что предоставляет силовой узел.
Именно поэтому спортивные авто всегда поддаются модернизации: стандартную модель резонатора, который входит в базовую комплектацию, заменяют более совершенным вариантом.
Для того чтобы основной поток выхлопной смеси от мотора попадал сразу именно на эту деталь, ее размещают сразу за прямотоком. В результате этого, чем качественней и функциональней будет запчасть, тем более высокими будут общие ходовые качества транспортного средства.
Кроме того, наличие такой запчасти существенно снижает уровень выброса вредных газов в окружающую среду.
Проверка резонатора
При выявлении перечисленных выше неполадок, каждый автомобилист должен знать, как проверить резонатор. Это позволит не только нормализовать работу двигателя и системы выпуска выхлопных газов, но и повысить комфорт использования машины, в том числе для окружающих людей.
Для проверки вам понадобится смотровая яма (если ее нет, можно поднять машину домкратом). Диагностика выполняется при помощи визуального осмотра. В процессе необходимо внимательно осмотреть целостность как самого устройства, так и присоединенных к нему труб (особенно на их стыках).
При работе в смотровой яме и при поднятии машины на домкрате всегда будьте осторожны и соблюдайте правила безопасности.
Явным признаком неполадки является образование конденсата в остывающем резонаторе, после чего он начинает капать на землю. Это означает, что его корпус потерял герметичность и подлежит ремонту, а лучше замене. Проверить наличие конденсата можно через некоторое время, когда заглушили мотор (чтобы дать корпусу резонатора остыть). Обратите внимание! Некоторые автолюбители при самостоятельном изготовлении резонаторов специально просверливают в его корпусе отверстие для отвода влаги. Поэтому, если вы купили автомобиль с подобным резонатором, то такой метод проверки для вас не подойдет.
Поврежденный резонатор
Также целостность корпуса резонатора можно определить по наличию выхлопных газов, выходящих из него. Это также говорит о разгерметизации и необходимости его замены. Данный факт можно проверить при работающем двигателе автомобиля, заглянув под днище. Для уверенности можно попросить помощника одновременно “погазовать”, чтобы через систему прошло большее количество выхлопных газов. Также подозрение на разгерметизацию вызывает появление дыма из-под днища машины во время езды или при стоянке с включенным двигателем.
Как показывает практика, лучше не ремонтировать резонатор, а произвести его замену. Особенно это актуально для автомобилей со значительным пробегом (более 100 тысяч километров).
Характерные неисправности
Существует одна причина, по которой глушитель автомобиля выходит из строя – длительное воздействие отработанных газов, обладающих высокой температурой. Рано или поздно металлический корпус элемента прогорает, что сопровождается рокотом под днищем автомобиля (оттуда, где расположена неисправная деталь).
Срок службы глушителя сильно зависит от материала, из которого он изготовлен:
- обычный «черный» металл со специальным покрытием;
- нержавеющая сталь.
Более дешевый вариант, сделанный из «черного» металлопроката, способен прогореть через 20–30 тыс. км пробега, в то время как нержавеющий корпус отработает 100 тыс. км и больше. Другое дело, что в течение длительного срока могут выгореть внутренности глушителя и уровень шума заметно повысится.
Неисправности устраняются двумя способами: замена глушителя и ремонт с помощью сварки. В любом случае вам придется посетить автосервис, где после диагностики мастера помогут принять верное решение. Если отверстие свища небольшое, то опытный специалист заварит его прямо на машине. Второй вариант – наложить заплатку из металла, для чего глушитель потребуется снять. Элемент с выгоревшими внутренностями ремонту не подлежит, только замене.
Виды автомобильных резонаторов
При выборе резонатора выхлопной системы необходимо знать, какие они бывают, и из каких материалов производятся. В настоящее время популярны автомобильные резонаторы, выполненные из алюминированной стали и нержавейки. Первые отличаются невысокой ценой, однако непродолжительным сроком службы. Их корпус выполнен из нетолстой стали, сверху покрытой алюминием для предотвращения коррозии. Однако такой антикоррозионный состав не отличается долговечностью. Поэтому не рекомендуем вам покупать выхлопной резонатор из алюминированной стали. Лучше купить автомобильный резонатор, выполненный из нержавейки. Этот материал обладает более гладкой поверхностью (то есть, создает минимум завихрений в системе), а также более устойчив при работе в условиях экстремальных температур.
Выпускной коллектор
Чтобы глушитель работал, его необходимо соединить с двигателем. Причем соединение необходимо производить именно в том месте, где происходит выброс отработавших газов при завершении очередного рабочего такта.
Эту немаловажную функцию выполняет деталь, которая называется выпускным коллектором. В народе этот элемент часто называют «штанами», за его специфическую форму и схему устройства. По своей сути, выпускной коллектор представляет собой металлическую трубку с толстыми стенками, которая постепенно разделяется на несколько других и плотно соединяется с головкой блока цилиндров. Через эти несколько разветвлений выхлопные газы собираются от каждого цилиндра воедино, откуда централизованно поступают в объединяющую трубку и отправляются в сторону задней половины корпуса.
Толщина стенок и материал изготовления также выбраны отнюдь не случайно. Стоит учитывать, что выхлопные газы поступают из двигателя нагретыми до крайне больших температур. Именно с этой целью в качестве материала изготовления был выбран чугун, а толщина стенок сделана максимально возможной. Это позволяет избегать чрезмерного расширения металла и его растрескивания с течением эксплуатации.
Резонатор своими руками
Перед тем как проектировать и собирать резонатор собственной конструкции необходимо понимать одну простую вещь. Чем толще материал, из которого изготовлена выхлопная система (в том числе резонатор), тем более эффективной будет борьба с вибрациями и возникающими шумами. Именно по этой причине выпускной коллектор, который первый принимает на себя газы из ГБЦ, имеет такой внушительный вес.
Элементы выхлопной системы иномарок имеют большую массу, чем у отечественных авто. Соответственно, они являются более тихими и комфортными.
Однако при выборе материала не стоит переусердствовать и выбирать слишком массивные заготовки. В противном случае масса резонатора будет значительной, а это скажется на динамических характеристиках автомобиля, и нагрузке на его ходовую часть.
Существует ряд причин, по которым автовладельцы самостоятельно изготавливают резонаторы выхлопа. Одной из них является уменьшение шума, который производит стандартный заводской глушитель. Обычно для этого в систему выхлопа газов устанавливают дополнительный резонатор. Вторая причина — изготовление и установка прямоточного резонатора автомобиля. Его особенности заключаются в следующем:
Самодельный резонатор
- уменьшение потери мощности двигателя (на самом деле незначительно, составляет около 5…10%);
- изменение звукового фона работы двигателя и выхлопной системы (для любителей низкого звука).
Для изготовления прямоточного резонатора вам понадобятся:
- набор слесарных инструментов;
- сварочный аппарат (желательно пользоваться современными полуавтоматами или инверторами);
- углошлифовальная машина с набором отрезных и шлифовальных дисков.
Конструкция резонатора будет отличаться в зависимости от используемые материалов и фантазии автовладельца. Предлагаем для вас один из вариантов самостоятельного изготовления прямоточного автомобильного резонатора:
- Предварительно подготовьте трубу, которая будет внутренней основой резонатора. Она должна быть такого же или немного большего диаметра, чем у заводского. Следите за тем, чтобы ее можно в дальнейшем без труда приварить к имеющейся системе, поэтому не выбирайте слишком большой диаметр (при условии отсутствия возможности присоединить трубу при помощи фланца).
- Далее в этой трубе необходимо просверлить отверстия, аналогично стоковому резонатору.
- После этого необходимо найти трубу немного большего диаметра (примерно на 3…5 см), которая будет служить в качестве внешнего корпуса. Ее длину нужно сделать меньше (зависит от конструкции, в среднем на 5…10 см с каждой стороны).
- Изготавливают заглушки, необходимые для герметизации корпуса с торцов. Для этого используют листовой металл, где отрисовывают внешние диаметры большой и малой труб. После вырезают заготовки и обрабатывают при помощи шлифовальной машинки.
- Трубу с большим диаметром надевают на трубу с меньшим диаметром, а полость между ними набивают стекловатой (а лучше современной минеральной ватой с хорошими тепло- и звукоизоляционными характеристиками).
- Далее нужно с торцов заварить места по краям трубы с большим диаметром изготовленными заранее заглушками.
- После выполнения сварочных работ следует очистить швы при помощи угловой шлифовальной машины. После этого стоит их окрасить.
- Последний этап — это вваривание нового резонатора в систему выхлопа газов автомобиля. После проведения работ также очистите сварочные швы.
Резонатор своими руками
Приведенный алгоритм является приблизительным. Существует большое разнообразие вариантов самодельных резонаторов. В отдельных случаях их попросту выбрасывают из системы, устанавливая вместо них кусок трубы. Однако не советуем вам так делать, поскольку существенного дополнения к мощности автомобиля вы не получите, а вот дополнительный рев выхлопной трубы гарантирован!
Дополнительные проблемы
После установки самостоятельно изготовленного резонатора автовладелец наверняка столкнется с рядом проблем, которые необходимо обязательно решить. В первую очередь речь идет об увеличении массы системы отвода газов, и соответственно, автомобиля в целом. Это актуально в том случае, если вы использовали тяжелые металлические элементы для изготовления резонатора. Поэтому может возникнуть ситуация, когда нужно заменить кронштейны и/или амортизаторы. То есть, усилить их. В противном случае корпус машины “просядет”, а ходовая часть будет испытывать дополнительную нагрузку.
Кроме этого, замена резонатора влечет за собой изменение соотношения поступающего в двигатель воздуха и количества выхлопных газов. Поэтому опытным путем необходимо выявить, какие оптимальные настройки выбрать, и провести соответствующие регулировки в подаче топлива и фильтрации воздуха.
Общий смысл
Mitsubishi Galant Американец, АТ Бортжурнал Замена прокладки трубы глушителя Fa1 740-908
Те, кто придумал и изобрел первые автомобили, применяли глушители так называемого прямоточного принципа действия.
С течением времени подобные выхлопные системы стали уходить в прошлое, и ведущие американские и европейские производители придумали более сложный механизм. В отличие от прямоточного выхлопа, он позволил не только понизить уровень шума, который издавал двигатель при работе, но и понизить токсичность выбрасываемых в атмосферу газов.
В общих чертах, схема работы современной выхлопной системы значительно сложнее, чем в случае с прямоточным типом, а потому имеет сразу несколько рабочих элементов, каждый из которых, в свою очередь, обладает достаточно сложной конструкцией. Их постоянное взаимодействие позволяет многократно снижать шумы, повышать экологичность и даже понижать расход топлива, что особенно заметно сказывается на кошельках владельцев и их желании владеть тем или иным легковым автомобилем в дальнейшем.
Снятие и установка резонатора
Многих автомобилистов интересует естественный вопрос — как снять резонатор? Ответ на этот вопрос будет отличаться в зависимости от марки машины. Однако в целом же алгоритм несложный и будет приблизительно следующим:
- необходимо отсоединить патрубки резонатора в местах их соединения с системой отвода выхлопных газов (спереди, со стороны двигателя или катализатора, и сзади, со стороны глушителя);
- снять резонатор с его подвесов, при помощи которых он крепится к днищу автомобиля;
- демонтировать резонатор с его патрубками.
Как заменить резонатор Рено Логан
Установка нового устройства проходит в обратном порядке. При снятии резонатора важно не повредить уплотняющие кольца, которые соединяют его патрубки с остальной частью системы отвода выхлопных газов.
В качестве примера представляем вашему вниманию две видеоинструкции, демонстрирующие замену резонатора на популярных автомобилях “Рено Логан” и переднеприводных ВАЗ 2110, ВАЗ 2111, ВАЗ 2112, ВАЗ 2114, ВАЗ 2115, “Калине”, “Приоре”, “Гранте”.
Напоследок
Частичный или полный выход из строя резонатора выхлопной системы автомобиля не является критичной поломкой. Диагностировать поломку резонатора несложно даже для неопытного автовладельца. На это указывает потеря мощности, распространение выхлопных газов под днищем и/или в салон, повышение звукового фона при работе двигателя. Учтите, что при этом машину можно использовать, однако, все же рекомендуем вам не затягивать с ремонтом, поскольку езда с прогоревшим резонатором может привести к выходу из строя других элементов системы выпуска выхлопных газов автомобиля.
Ремонт
Устройство ходовой частиСтабилизатор поперечной устойчивости Стабилизатор поперечной устойчивостиСамоходное шассиСамоходное шассиШасси автомобиля устройство, назначениеШасси автомобиля устройство, назначениеУстройство шасси автомобиля Устройство шасси
Резонатор глушителя подлежит ремонту только в случае образования в нем дыр. Для этого понадобится:
- кусок жести;
- саморезы по металлу для крепления жестяной «заплатки»;
- наждачная бумага;
- дрель и сверло по металлу;
- шпаклевка и отвердитель.
Порядок работы следующий:
- Вырезать из жести пластину, по размерам превышающую повреждение, которое предполагается заделать.
- Зачистить поверхность, на которую будет устанавливаться «заплатка».
- Просверлить несколько отверстий в корпусе и пластине.
- С помощью шпаклевки и отвердителя установить пластину на место.
- Закрепить «заплатку» с помощью саморезов.
- Эксплуатацию автомобиля можно начать после застывания шпаклевки.
Кварцевый генератор
Что такое генератор? Генератор — это по сути устройство, которое преобразует один вид энергии в другой. В электронике очень часто можно услышать словосочетание «генератор электрической энергии, генератор частоты, генератор функций » и тд.
Кварцевый генератор представляет из себя генератор частоты и имеет в своем составе кварцевый резонатор. В основном кварцевые генераторы бывают двух видов:
те, которые могут выдавать синусоидальный сигнал
и те, которые выдают прямоугольный сигнал, который чаще всего используется в цифровой электронике.
Схема Пирса
Для того, чтобы возбудить кварц на частоте резонанса, нам надо собрать схему. Самая простая схема для возбуждения кварца — это классический генератор Пирса, который состоит всего лишь из одного полевого транзистора и небольшой обвязки из четырех радиоэлементов:
схема пирса для кварцевого резонатора
Пару слов о том как работает схема. В схеме есть положительная обратная связь и в ней начинают возникать автоколебания. Но что такое положительная обратная связь?
В школе всем вам ставили прививки на реакцию Манту, чтобы определить, если у вас тубик или нет. Через некоторое время приходили медсестры и линейкой замеряли вашу реакцию кожи на эту прививку
Когда ставили эту прививку, нельзя было чесать место укола. Но мне, тогда еще салаге, было по барабану. Как только я начинал тихонько чесать место укола, мне хотелось чесать еще больше)) И вот скорость руки, которая чесала прививку, у меня замерла на каком-то пике, потому что совершать колебания рукой у меня максимум получалось с частотой Герц в 15. Прививка набухала на пол руки)) И даже один раз меня водили сдавать кровь в подозрении на туберкулез, но как оказалось, не нашли. Оно и неудивительно ;-).
Так что это я вам тут рассказываю хохмы из жизни? Дело в том, что эта чесотка прививки самая что ни на есть положительная обратная связь. То есть пока я ее не трогал, чесать не хотелось. Но как только тихонько почесал, стало чесаться больше и я стал чесать больше, и чесаться стало еще больше и тд. Если бы на мою руку не было физический ограничений, то наверняка, место прививки уже бы стерлось до мяса. Но я мог махать рукой только с какой-то максимальной частотой. Так вот, такой же принцип и у кварцевого генератора ;-). Чуть подал импульс, и он начинает разгоняться и уже останавливается только на частоте параллельного резонанса ;-). Скажем так, «физическое ограничение».
Первым делом нам надо подобрать катушку индуктивности. Я взял тороидальный сердечник и намотал из провода МГТФ несколько витков
тороидальная катушка индуктивности
Весь процесс контролировал с помощью LC-метра, добиваясь номинала, как на схеме — 2,5 мГн. Если не доставало, прибавлял витки, если перебарщивал номинал, то убавлял. В результате добился вот такой индуктивности.
измерение индуктивности
Транзистора у меня в загашнике не нашлось, и в местном радиомагазине его тоже не было. Поэтому, пришлось заказывать на Али. Кому интересно, брал здесь.
Его правильное название: транзистор полевой с каналом N типа.
транзистор 2n5485 Распиновка слева-направо: Сток — Исток — Затвор
Ну а дальше дело за малым. Собираем схемку:
Небольшое лирическое отступление.
Как вы видите, я пытался максимально сократить связи между радиоэлементами. Дело все в том, что все радиоэлементы имеют свои паразитные параметры. Чем длиннее их выводы, а также провода, соединяющие эти радиоэлементы в схеме, тем хуже будет работать схема, а то и вовсе «не зафурычит». Да и вообще, схемы с кварцевым резонатором на печатных платах трассируют не просто так от балды. Здесь есть свои тонкие нюансы. Мельчайшие паразитные параметры могут испоганить весь сигнал на выходе такого генератора.
Итак, кварцевый генератор мы собрали, напряжение подали, осталось только снять сигнал с выхода нашего самопального генератора. За дело берется цифровой осциллограф OWON SDS6062
Первым делом я взял кварц на самую большую частоту, которая у меня есть: 32 768 Мегагерц. Не путайте его с часовым кварцем (о нем пойдет речь ниже).
Не, ну а что вы хотели? Хотели увидеть идеальную синусоиду? Не тут-то было. Сказались паразитные параметры плохо собранной схемы и монтажа.
Внизу в левом углу осциллограф нам показывает частоту:
Как вы видите 32,77 Мегагерц. Главное, что наш кварц живой и схемка работает!
Давайте возьмем кварц с частотой 27 МГц.
Частоту тоже более-менее показал верно.
Ну и аналогично проверяем все остальные кварцы, которые у меня есть.
Вот осциллограмма кварца на 16 МГц.
Осциллограф показал частоту ровно 16 МГц.
Здесь поставил кварц на 6 МГц.
Ровно 6 МГц!
На 4 МГц.
Все ОК.
Ну и возьмем еще советский на 1 Мегагерц. Вот так он выглядит.
Сверху написано 1000 КГц = 1МГц.
Смотрим осциллограмму.
Рабочий!
При большом желании можно даже замерять частоту китайским генератором-частотомером.
измерение частоты частотомером
400 Герц погрешность для старенького советского кварца не очень и много, хотя дело может быть даже не кварце, а в самом частотомере.
Схема Пирса для прямоугольного сигнала
Итак, вернемся к схеме Пирса. Предыдущая схема Пирса генерирует синусоидальный сигнал
Но также есть видоизмененная схема Пирса для прямоугольного сигнала
А вот и она:
схема Пирса для меандра
Номиналы некоторых радиоэлементов можно менять в достаточно широком диапазоне. Например, конденсаторы С1 и С2 могут быть в диапазоне от 10 и до 100 пФ. Тут правило такое: чем меньше частота кварца, тем меньше должна быть емкость конденсатора. Для часовых кварцев конденсаторы можно поставить номиналом в 15-18 пФ. Если кварц с частотой от 1 до 10 Мегагерц, то можно поставить 22-56 пФ. Если не хотите заморачиваться, то просто поставьте конденсаторы емкостью в 22 пФ. Точно не прогадаете.
Также небольшая фишка на заметку: меняя значение конденсатора С1 можно настраивать частоту резонанса в очень тонких пределах.
Резистор R1 можно менять от 1 и до 20 МОм, а R2 от нуля и до 100 кОм. Тут тоже есть правило: чем меньше частота кварца, тем больше значение этих резисторов и наоборот.
Максимальная частота кварца, которую можно вставить в схему, зависит от быстродействия инвертора КМОП. Я взял микросхему 74HC04. Она не слишком быстродействующая. Состоит из шести инверторов, но использовать мы будем только один инвертор.
Вот ее распиновка:
Подключив к этой схеме часовой кварц, осциллограф выдал вот такую осциллограмму:
Ну как всегда всю картинку испортили паразитные параметры монтажа. Но, обратите внимание на частоту. Осциллограф почти верно ее показал с небольшой погрешностью. Ну оно и понятно, так как главная функция осциллографа отображать сигнал, а не считать частоту)
Кстати, вам эта часть схемы ничего не напоминает?
Не эта ли часть схемы используется для тактирования микроконтроллеров?
Она самая! Просто недостающие элементы схемы уже есть в самом МК 
Схема Колпитца
Это также довольно распространенная и знаменитая схема.
схема Колпитца
За основу взять схема усилителя с общим коллектором (эмиттерный повторитель). Здесь все как обычно. Резисторы R1 и R2 устанавливают рабочую точку для транзистора. Резистор RE устанавливает уровень выходного напряжения. Транзистор NPN 2N4265 может работать на частотах до 100 МГц, поэтому его и взяли. Эта схема будет работать с кварцами в диапазоне от 1 и до 5 МГц.
Готовые модули кварцевых генераторов
В настоящее время кварцевые генераторы выпускают в виде законченных модулей. Некоторые фирмы, производящие такие генераторы, достигают частотной стабильности до 10-11 от номинала! Выглядят готовые модули примерно так:
виды кварцевых генераторов
или так
Такие модули кварцевых генераторов в основном имеют 4 вывода. Вот распиновка квадратного кварцевого генератора:
распиновка кварцевого генератора
Давайте проверим один из них. На нем написано 1 МГц
кварцевый генератор на 1 МГц
Вот его вид сзади.
Подавая постоянное напряжение от 3,3 и до 5 Вольт плюсом на 8, а минусом на 4, с выхода 5 я получил чистый ровный красивый меандр с частотой, написанной на кварцевом генераторе, то бишь 1 Мегагерц, с очень небольшими выбросами.
сигнал с кварцевого генератора
Ну прям можно залюбоваться).
Да и китайский генератор-частотомер показал точную частоту.
Отсюда делаем вывод: лучше купить готовый кварцевый генератор, чем самому убивать кучу времени и нервов на наладку схемы Пирса или Колпитца. Схема Пирса будет пригодна для проверки резонаторов и для ваших различных самоделок, хотя на Алиэкспрессе встречал готовый проверяльщик кварцевых резонаторов, способный замерять частоту кварцев от 1 и до 50 МГц. Посмотреть можете по этой ссылке.
Плюсы кварцевых генераторов
Плюсы кварцевых генераторов частоты — это высокая частотная стабильность. В основном это 10-5 — 10-6 от номинала или, как часто говорят, ppm (от англ. parts per million)
— частей на миллион, то есть одна миллионная или числом 10-6. Отклонение частоты в ту или иную сторону в кварцевом генераторе в основном связано с изменением температуры окружающей среды, а также со старением кварца. При старении кварца, частота кварцевого генератора стает чуточку меньше с каждым годом примерно на 1,8х10-7 от номинала. Если, скажем, я взял кварц с частотой в 10 Мегагерц ( 10 000 000 Герц) и поставил его в схему, то за год его частота уйдет примерно на 2 Герца в минус Думаю, вполне терпимо.
Большой выбор кварцевых резонаторов тут.
Смотрите подробное видео про кварцевый резонатор:
