Co to jest oscylator kryształowy?
Oscylator kryształowy to urządzenie używane do przekształcania energii elektrycznej w energię mechaniczną lub wytwarzając ją z energii mechanicznej. W większości przypadków oscylatory te są poddawane impulsowi elektrycznemu, który powoduje, że oscylują z precyzyjną częstotliwością. Częstotliwość każdego kryształu pozostaje stabilna w różnych temperaturach i ciśnieniach oraz w obecności wielu różnych materiałów i chemikaliów, co czyni go idealnym do operacji wymagających precyzyjnego czasu w wielu okolicznościach. Urządzenia te są powszechnie używane w zegarkach i elektronice zarówno ze względu na ich precyzję, jak i trwałość.
Właściwości oscylatora kryształowego zostały po raz pierwszy odkryte w 1880 roku przez Pierre'a i Jacquesa Curie. Ci dwaj naukowcy odkryli, że kryształy kwarcowe wytwarzają ładunek elektryczny, gdy zostaną wymuszone z kształtu i zmienią swój fizyczny kształt, gdy poddają się ładunku elektrycznego, właściwości, którą nazywali efektem piezoelektrycznym. Eksperymenty z tymi kryształami wykazały, że oscylowali na precyzyjnym częstotliwościUzach, gdy przepuszczono przez nich prąd elektryczny.
Jednym z głównych składników oscylatora kryształów jest sam kryształ. Wiele różnych rodzajów kryształów może być stosowane jako oscylatory, ale najczęściej stosowaną odmianą jest kwarc, który jest często uprawiany w kontrolowanych okolicznościach, zanim zostanie wycięty i stosowany jako oscylator. Kryształ jest krojony na cienki plasterek lub w kształt widelca strojenia, a następnie umieszcza między dwiema przewodzącymi metalowymi płytkami. Gdy prąd przechodzi przez urządzenie, kryształ zaczyna się rozszerzać i kurczyć lub oscylować, z precyzyjną częstotliwością. Wzmacniacz podłączony do oscylatora kryształowego zwiększa wyjście urządzenia, które można następnie użyć do procesów mechanicznych lub elektrycznych.
Stabilność częstotliwości oscylatora kryształowego sprawia, że jest idealny do użytku w zegarkach i elektronice. Kryształ kwarcu został użyty do kontrolowania czasuzegarki, odkąd wkrótce po odkryciu efektu piezoelektrycznego. Zegarki z tymi oscylatorami są znane ze swojej zdolności do wytrzymywania zmian temperatury i ciśnienia oraz pozostania dokładnego przez długi czas.
W elektronice oscylatory kryształów są często stosowane w komputerach, telefonach komórkowych i radiotelefonach. Kryształy są przydatne na tych urządzeniach ze względu na precyzję ich oscylacji, co pozwala użyć kryształu do odfiltrowania niechcianych częstotliwości. Oscylator kryształów rozszerza się również i kurczy się głównie wzdłuż jednej osi, co nadaje urządzeniu niskie przesunięcie fazowe. Te dwie cechy dają mu możliwość dokładnego czasu na proces i zachować silny sygnał, obie cechy, które sprawiają, że jest idealny do użytku w elektronice.