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石英震盪器作為電磁相容平台之評估與金屬近接感測器 = Using Qua...

國立高雄大學電機工程學系碩士班

石英震盪器作為電磁相容平台之評估與金屬近接感測器 = Using Quartz Oscillator as a Platform For the Assessment Of Electromagnetic Compatibility And Metal Proximity

紀錄類型:	書目-語言資料,印刷品 : 單行本
並列題名:	Using Quartz Oscillator as a Platform For the Assessment Of Electromagnetic Compatibility And Metal Proximity
作者:	曾奎傑,
其他團體作者:	國立高雄大學
出版地:	[高雄市]
出版者:	撰者;
出版年:	2013[民102]
面頁冊數:	102面圖，表格 : 30公分;
標題:	石英震盪器
標題:	quartz oscillator
電子資源:	http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/63461907826391825112
附註:	參考書目：面84-86
附註:	102年10月31日公開
摘要註:	本篇論文提出一個電磁相容性檢測平台，利用一個以上的不同震盪頻率的石英震盪器作為干擾源，在同為石英振盪器的接收端，測量因互調失真的非線性特定諧波振幅大小，可預知干擾源的頻率振幅來源，而非傳統使用統計方式檢視電磁相容性。此一結果由實驗發現電磁干擾現象產生的互調失真諧波功率振幅，會隨著干擾發射源石英與連接電路間的電線長度增加而變大（即被動互調失真），干擾電路源中的能量會隨著電線等效天線長度越長，發射出去的干擾輻射越強。且使用不同性質的材料做為干擾源與受干擾源之間的隔絕，由於金屬屏蔽效應影響，使用金屬材料隔絕時，可阻隔大部分之電磁干擾，而使用絕緣材料時，則幾乎沒有阻擋電磁波的效果，得到驗證。另由於石英振盪器具有高品質因素(低能量損耗)的特性，具有作為導體的近接感測特性，因此與傳統電容-電感的導體近接感測器比較其特性，兩者均根據二次電磁感應的原理：近接感測器會在金屬導體上產生一感應渦電流，而此渦電流反過來影響電感線圈之震盪頻率。實驗發現，當金屬靠近電感線圈時，會造成震盪頻率的改變，並會隨著不同金屬的集膚深度不同，震盪頻率的變化程度也會有所差異，集膚效應越強的金屬，頻率的變化越明顯。另外使用石英震盪器依據同樣的原理做金屬的近接感測實驗，發現使用石英震盪器時，產生的交變電磁場較金屬線圈微弱，因此感應渦電流也較微弱，震盪頻率的變化較不明顯。研究並進一步用TSMC 0.35 CMOS MEMS 製程將電感-電容近接感測器微小化設計模擬與佈局，可在95MHz左右，達到低頻低損耗的微型導體近接感測器。 This thesis proposes an electromagnetic compatibility testing platform that explores intermodulation effect using quartz oscillator with long distance and proximity effect with short distance. The intermodulation experiment used 6MHz quartz as a receiver and 4MHz quartz as interference source. The intermodulation distortion shows quartz as dipole antenna in additional to connected wires. The intermodulation amplitude increases proportionally with wire length and diminishes with square of distance. Metal shielding over quartz effectively blocked interference. The result indicates quartz could used as an antenna. The proximity effects of quartz oscillator in short distance were compare with inductor-capacitor (L-C) based oscillator circuit and commercial metal proximity sensor. The L-C oscillator was found larger but instable frequency shift compared to quartz oscillator. The commercial metal proximity sensor show the least sensing distance compared to L-C and quartz oscillator. An advanced miniature L-C proximity sensor was proposed using TSMC 0.35μm CMOS micro electro mechanical system with 95 MHz oscillation frequency.

石英震盪器作為電磁相容平台之評估與金屬近接感測器 = Using Quartz Oscillator as a Platform For the Assessment Of Electromagnetic Compatibility And Metal Proximity
曾, 奎傑

石英震盪器作為電磁相容平台之評估與金屬近接感測器 = Using Quartz Oscillator as a Platform For the Assessment Of Electromagnetic Compatibility And Metal Proximity / 曾奎傑撰 - [高雄市] : 撰者, 2013[民102]. - 102面 ; 圖，表格 ; 30公分.
參考書目：面84-86102年10月31日公開.
石英震盪器quartz oscillator

石英震盪器作為電磁相容平台之評估與金屬近接感測器 = Using Quartz Oscillator as a Platform For the Assessment Of Electromagnetic Compatibility And Metal Proximity
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314 $a 指導教授：張文騰
328 $a 碩士論文--國立高雄大學電機工程學系碩士班
330 $a 本篇論文提出一個電磁相容性檢測平台，利用一個以上的不同震盪頻率的石英震盪器作為干擾源，在同為石英振盪器的接收端，測量因互調失真的非線性特定諧波振幅大小，可預知干擾源的頻率振幅來源，而非傳統使用統計方式檢視電磁相容性。此一結果由實驗發現電磁干擾現象產生的互調失真諧波功率振幅，會隨著干擾發射源石英與連接電路間的電線長度增加而變大（即被動互調失真），干擾電路源中的能量會隨著電線等效天線長度越長，發射出去的干擾輻射越強。且使用不同性質的材料做為干擾源與受干擾源之間的隔絕，由於金屬屏蔽效應影響，使用金屬材料隔絕時，可阻隔大部分之電磁干擾，而使用絕緣材料時，則幾乎沒有阻擋電磁波的效果，得到驗證。另由於石英振盪器具有高品質因素(低能量損耗)的特性，具有作為導體的近接感測特性，因此與傳統電容-電感的導體近接感測器比較其特性，兩者均根據二次電磁感應的原理：近接感測器會在金屬導體上產生一感應渦電流，而此渦電流反過來影響電感線圈之震盪頻率。實驗發現，當金屬靠近電感線圈時，會造成震盪頻率的改變，並會隨著不同金屬的集膚深度不同，震盪頻率的變化程度也會有所差異，集膚效應越強的金屬，頻率的變化越明顯。另外使用石英震盪器依據同樣的原理做金屬的近接感測實驗，發現使用石英震盪器時，產生的交變電磁場較金屬線圈微弱，因此感應渦電流也較微弱，震盪頻率的變化較不明顯。研究並進一步用TSMC 0.35 CMOS MEMS 製程將電感-電容近接感測器微小化設計模擬與佈局，可在95MHz左右，達到低頻低損耗的微型導體近接感測器。 This thesis proposes an electromagnetic compatibility testing platform that explores intermodulation effect using quartz oscillator with long distance and proximity effect with short distance. The intermodulation experiment used 6MHz quartz as a receiver and 4MHz quartz as interference source. The intermodulation distortion shows quartz as dipole antenna in additional to connected wires. The intermodulation amplitude increases proportionally with wire length and diminishes with square of distance. Metal shielding over quartz effectively blocked interference. The result indicates quartz could used as an antenna. The proximity effects of quartz oscillator in short distance were compare with inductor-capacitor (L-C) based oscillator circuit and commercial metal proximity sensor. The L-C oscillator was found larger but instable frequency shift compared to quartz oscillator. The commercial metal proximity sensor show the least sensing distance compared to L-C and quartz oscillator. An advanced miniature L-C proximity sensor was proposed using TSMC 0.35μm CMOS micro electro mechanical system with 95 MHz oscillation frequency.
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