쿼츠 발진기 란?

수정 발진기는 실리콘과 산소로 형성된 수정에 의해 결정된 주파수에서 신호를 생성하는 전자 회로입니다. 석영의 압전 특성은 수십 킬로 헤르츠 (KHz)에서 수백 메가 헤르츠 (MHz)까지 매우 우수한 공진기입니다. 석영 수정 발진기는 일반적으로 하나의 정확한 주파수에서만 작동하도록 설계되었습니다. 이 발진기는 휴대폰, GPS (Global Positioning System) 수신기 및 양방향 라디오에서 안정적인 주파수를 생성하는 데 사용됩니다. 또한 시계, 컴퓨터 및 기타 전자 장비의 정확한 시간 관리에 사용됩니다.

수정과 같은 압전 재료의 결정은 전압이 결정의 전극에 가해질 때 모양이 약간 변할 수 있습니다. 일단 전압이 제거되면 크리스탈은 원래 모양으로 돌아가고 전압을 생성 할 수 있습니다. 1880 년에 발견되어 압전이라고 불리는이 특성은 발진기의 작동에 중요합니다. 실험은 시간이 지남에 따라 다른 결정 물질로 수행되었으며 첫 번째 수정 발진기는 1910 년대 후반에 조립되었습니다. 1920 년대부터 석영 크리스털 발진기는 아마추어, 상업용 및 군사용 라디오 장비뿐만 아니라 시계에도 자주 사용되어 왔습니다.

쿼츠 발진기의 전원을 처음 켜면 회로에 랜덤 노이즈 신호가 크리스털에 유입됩니다. 이 노이즈 중 일부는 항상 크리스털의 공진 주파수에있게되어 크리스털이 진동합니다. 결정이 변화함에 따라 결정에 의해 생성 된 전압은 수정 발진기 회로에 의해 증폭되어 수정 공진기로 피드백된다. 이 과정이 반복됨에 따라 수정의 제한된 주파수 대역 내 신호는 더 강해지며 다른 주파수는 필터링됩니다. 이 "웜업"기간이 완료되면 오실레이터는 설계된 주파수에서 정확하게 작동합니다.

석영 결정의 모양, 크기 및 절단은 얼마나 빨리 팽창 및 수축되는지 결정합니다. 석영 발진기는 공진 주파수라고하는이 속도로 작동 할 수 있습니다. 또한 공진 주파수의 배수 인 오버톤 주파수에서 작동 할 수도 있습니다. 석영 결정은 환경에서 자연적으로 발생하지만 물리적으로 유용한 결정의 수율과 공급을 증가시키기 위해 매우 많은 수가 제조됩니다.

쿼츠 발진기에 의해 출력되는 주파수는 온도와 급격한 가속을 포함한 다양한 외부 요인의 영향을받을 수 있습니다. 우주선의 우주선, X- 선 또는 이온화 방사선의 펄스에 상관없이 방사선은 주파수에 영향을 미칩니다. 이러한 요소 중 일부는 상태를 모니터링하고 그에 따라 발진기 출력을 조정하는 추가 회로를 통해 보완 할 수 있습니다. 일부 쿼츠 발진기에는 온도 변화를 보상하기 위해 수정 내부에 정밀하게 제어 된 오븐이 포함되어 있습니다. 석영 결정은 또한 특수한 분위기와 전기장에서 베이킹함으로써 방사선에 대해 "스윕"되거나 경화 될 수 있습니다.