Co je krystalový oscilátor?

Krystalový oscilátor je zařízení používané k přeměně elektrické energie na mechanickou energii nebo k její výrobě. Ve většině případů jsou tyto oscilátory vystaveny elektrickému impulzu, který způsobuje, že oscilují s přesnou frekvencí. Frekvence každého krystalu zůstává stabilní při různých teplotách a tlacích a v přítomnosti mnoha různých materiálů a chemikálií, takže je ideální pro operace, které vyžadují přesné načasování za mnoha okolností. Tato zařízení se běžně používají v hodinkách a elektronice pro jejich přesnost a trvanlivost.

Vlastnosti krystalového oscilátoru byly poprvé objeveny v roce 1880 Pierreem a Jacquesem Curiem. Tito dva vědci objevili, že křemenné krystaly budou produkovat elektrický náboj, když budou vytlačeni z tvaru, a změní svůj fyzický tvar, když budou vystaveni elektrickému náboji, což je vlastnost, kterou nazvali piezoelektrický efekt. Pokusy s těmito krystaly ukázaly, že oscilovaly s přesnou frekvencí, když jimi prošel elektrický proud.

Jednou z hlavních složek krystalového oscilátoru je samotný krystal. Jako oscilátory lze použít mnoho různých typů krystalů, ale nejčastěji používanou odrůdou je křemen, který se často pěstuje za kontrolovaných okolností, než se rozřeže a použije se jako oscilátor. Krystal je nakrájen na tenký plátek nebo do tvaru ladičky a poté umístěn mezi dvě vodivé kovové desky. Když proud prochází zařízením, krystal se začne rozšiřovat a smršťovat, nebo kmitat, s přesnou frekvencí. Zesilovač připojený k krystalovému oscilátoru zvyšuje výkon zařízení, které lze poté použít k časovým mechanickým nebo elektrickým procesům.

Stabilita frekvence krystalového oscilátoru je ideální pro použití v hodinkách a elektronice. Křišťálový krystal se používá k řízení načasování hodinek od chvíle, kdy byl objeven piezoelektrický efekt. Hodinky s těmito oscilátory jsou známé svou schopností odolávat změnám teploty a tlaku a zůstat přesnými po dlouhou dobu.

V elektronice jsou krystalové oscilátory často používány v počítačích, mobilních telefonech a rádiích. Krystaly jsou v těchto zařízeních užitečné kvůli přesnosti jejich oscilace, která umožňuje, aby byl krystal použit k odfiltrování nežádoucích frekvencí. Krystalový oscilátor se také rozšiřuje a smršťuje hlavně podél jedné osy, což dává zařízení nízký fázový posun. Tyto dvě vlastnosti mu umožňují přesně načasovat proces a udržovat silný signál, což jsou vlastnosti, díky kterým je ideální pro použití v elektronice.