Hva er en krystalloscillator?
En krystalloscillator er en enhet som brukes til å transformere elektrisk energi til eller produsere den fra mekanisk energi. I de fleste tilfeller blir disse oscillatorene utsatt for en elektrisk impuls som får dem til å svinge med en presis frekvens. Frekvensen til hver krystall forblir stabil ved en rekke temperaturer og trykk og i nærvær av mange forskjellige materialer og kjemikalier, noe som gjør den ideell for operasjoner som krever presis timing under mange omstendigheter. Disse enhetene brukes ofte i klokker og elektronikk både for deres presisjon og holdbarhet.
Egenskapene til krystalloscillatoren ble først oppdaget i 1880 av Pierre og Jacques Curie. Disse to forskerne oppdaget at kvartskrystaller vil produsere en elektrisk ladning når de blir tvunget ut av form og vil endre deres fysiske form når de blir utsatt for en elektrisk ladning, en egenskap de kalte den piezoelektriske effekten. Eksperimenter med disse krystallene viste at de svingte med en presis frekvens når elektrisk strøm ble ført gjennom dem.
En av hovedkomponentene i en krystalloscillator er selve krystallen. Mange forskjellige typer krystaller kan brukes som oscillatorer, men den mest brukte sorten er kvarts, som ofte dyrkes under kontrollerte omstendigheter før den kuttes og brukes som en oscillator. Krystallen skjæres i en tynn skive eller i form av en stemningsgaffel og plasseres deretter mellom to ledende metallplater. Når strøm føres gjennom enheten, begynner krystallen å ekspandere og trekke seg sammen, eller svinge med en presis frekvens. En forsterker koblet til krystalloscillatoren øker utgangen på enheten som deretter kan brukes til å sette tid på mekaniske eller elektriske prosesser.
Stabiliteten til frekvensen til en krystalloscillator gjør den ideell for bruk i klokker og elektronikk. Kvartskrystall har blitt brukt til å kontrollere tidspunktet for klokker siden kort tid etter oppdagelsen av den piezoelektriske effekten. Klokker med disse oscillatorene er kjent for sin evne til å motstå temperatur- og trykkendringer og for å forbli nøyaktige i lange perioder.
I elektronikk brukes krystalloscillatorer ofte i datamaskiner, mobiltelefoner og radioer. Krystallene er nyttige i disse enhetene på grunn av presisjonen i svingningen, noe som gjør at krystallen kan brukes til å filtrere ut uønskede frekvenser. Krystalloscillatoren utvides og trekker seg hovedsakelig langs en akse, noe som gir enheten et lite faseskift. Disse to egenskapene gir den muligheten til å tidsbestemme en prosess nøyaktig og å opprettholde et sterkt signal, begge egenskaper som gjør den ideell for bruk i elektronikk.