Hva er klokkesvingere?

Klokkeoscillatorer er elektroniske kretsløp som brukes til å tidsbestemme visse hendelser. De kan brukes til å kontrollere hastigheten som den andre hånden til en klokke tikker. Disse enhetene kan være laget av en rekke materialer, selv om det vanligste og mest presise materialet er kvartsskrystall. Disse enhetene bruker en elektronisk stimulans for å skape en mekanisk bevegelse.

Påføring av elektrisk strøm på en klokkeoscillator får den til å vibrere eller svinge med sin naturlige frekvens. Den naturlige frekvensen av materialer som ofte brukes i disse kretsløpene er en smal og stabil. Den stive oscilleringsfrekvensen betyr at ingeniører kan bruke den numeriske informasjonen om den frekvensen når de bestemmer tidspunktet for klokkeoscillatorer. Frekvensen kan brukes til å merke sekunder eller andre tidsenheter ved å bruke en enkel matematisk formel og enhetens kjente frekvens. Datamaskiner, radiosendere og radiomottakere bruker klokkeoscillatorer for å kontrollere timingen.

Tid kan måles ved hjelp av klokkeoscillatorer. Oscillatorens materiale, enten det er kvarts, keramikk eller et annet stabilt materiale, svinger med en forutsigbar hastighet når en elektrisk stimulans blir påført den. Oscillatorens naturlige frekvens kan endres basert på form, størrelse og kutt på materialet, noe som betyr at oscillatoren må testes og kalibreres før bruk. De fleste klokkeoscillatorer som brukes i klokker er formet som tuninggaffler.

Kvartskrystallen er den vanligste enheten som brukes i klokkeoscillatorer fordi den har en veldig presis naturlig frekvens. Kvartskrystall er heller ikke spesielt reaktiv på kjemikalier, så veldig liten endring i strukturen til krystallen skjer over tid, noe som gjør kvartskrystalloscillatorer nøyaktige i mange år. Selv om temperatur og trykk kan påvirke rekkevidden av signaler det vil plukke opp, kan tilpasninger til krystallen og kretsen redusere effekten av disse eksterne endringene.

Prinsippet som ble brukt i klokkeoscillatorer ble først oppdaget av Curie-brødrene i 1880. Kalt den piezoelektriske effekten, konverteringen av elektrisitet til mekanisk bevegelse eller motsatt - den inverse piezoelektriske effekten. Denne metoden for å generere bevegelse var mye mer stabil enn eldre modeller, som utelukkende var avhengige av mekanikk. En av de første bransjene som tok til seg begrepet piezoelektrisk effekt var klokkeindustrien, som byttet fra mekaniske klokker som krevde vikling til krystallklokke oscillatorer som holdt tid med svært lite forringelse.