クォーツ発振器とは何ですか？

石英発振器は、シリコンと酸素から形成された石英結晶によって決定される周波数で信号を生成する電子回路です。 Quartzの圧電特性は、数十キロハーツ（KHz）から数百のメガヘルツ（MHz）まで非常に優れた共振器になります。クォーツクリスタルオシレーターは、通常、単一の正確な周波数でのみ動作するように設計されています。これらの発振器は、携帯電話、グローバルポジショニングシステム（GPS）レシーバー、および双方向ラジオで安定した周波数を作成するために使用されます。また、時計、コンピューター、その他の電子機器での正確なタイムキーピングにも使用されます。

石英などの圧電材料の結晶は、結晶の電極に電圧を加えると形状をわずかに変えることができます。その電圧が削除されると、クリスタルは元の形状に戻り、そうするときに電圧を生成できます。 1880年に発見され、圧電性と呼ばれるこの特性は、発振器の操作にとって重要です。実験が行われました時間の経過とともに異なる結晶材料を使用して、最初のクォーツ発振器は1910年代後半に組み立てられました。 1920年代以来、クォーツクリスタルオシレーターは、アマチュア、商業、軍事の無線機器だけでなく、時計で頻繁に使用されてきました。

クォーツ発振器が最初に電源を入れたとき、回路はクリスタルにランダムノイズ信号を導入します。そのノイズの一部は常にクリスタルの共振周波数にあり、結晶が振動します。形状の変化時に生成される電圧は、石英発振器によって増幅され、クリスタル共振器に供給されます。このプロセスが繰り返されると、クリスタルの限られた周波数帯域内の信号が強くなりますが、他の周波数は除外されます。この「ウォームアップ」期間が完了すると、オシレーターは設計された周波数で正確に動作します。

形状、サイズ、カットクォーツクリスタルは、それがどれだけ速く拡張し、縮小するかを決定します。石英発振器は、このレートで共振周波数と呼ばれるこの速度で動作できます。また、共振周波数の倍数である倍音周波数で動作することもできます。クォーツ結晶は環境で自然に発生しますが、身体的に使用可能な結晶の収量と供給を増やすために非常に多くの数が製造されています。

石英発振器による周波数出力は、温度や突然の加速など、さまざまな外部因子の影響を受ける可能性があります。放射は、宇宙船の宇宙線、X線、または電離放射線の脈拍からであろうと、周波数にも影響します。これらの要因のいくつかは、条件を監視し、それに応じてオシレータ出力を調整する余分な回路で補償することができます。クォーツ発振器の中には、温度の変化を補うために、内部にクリスタルが付いた正確に制御されたオーブンが含まれています。クォーツクリスタルは、「一掃」または強化することもできます特殊な雰囲気と電界でそれらを焼くことによる放射。