O que é um forno de cristal?

Um forno de cristal é um ambiente selado colocado em torno de um cristal de quartzo em dispositivos de alta precisão. Esses fornos mantêm temperatura e pressão constantes, isolando o cristal interno das mudanças ambientais. Geralmente, um forno de cristal é usado apenas em dispositivos de extrema precisão, como sistemas de rádio de nível militar e torres de celular. Em dispositivos de menor precisão, o benefício é muito menor que o custo e o volume potencial do dispositivo.

Quando um cristal de quartzo é usado como ressonador em um dispositivo, é uma parte importante do envio e recebimento de sinais. A frequência de ressonância do quartzo é usada para sintonizar o transmissor, mantendo os sinais enviados estáveis. A frequência do quartzo é determinada por vários fatores, incluindo o tamanho do cristal. À medida que o quartzo aquece e esfria, ele pode se expandir e contrair. Isso resulta em pequenas alterações de tamanho, que alteram a frequência do cristal.

Os dispositivos que não podem se dar ao luxo de ter flutuações na frequência usam um forno de cristal para manter o cristal estável. Mantendo a situação do cristal estável, independentemente das condições reais, sua frequência nunca muda. A forma mais comum de forno de cristal é usada dentro de um oscilador de cristal.

Um oscilador de cristal é um componente comum encontrado em instrumentos de medição de precisão, transmissores e receptores. Esses dispositivos podem ser muito pequenos e geralmente são incorporados diretamente ao circuito de um dispositivo. Quando um forno de cristal é usado nesses dispositivos, geralmente é um dispositivo isolante não energizado. Ele conta com sua construção mecânica para manter o cristal estável.

Outros dispositivos têm fornos maiores que funcionam em uma escala totalmente diferente. Esses dispositivos são construídos como caixas seladas contendo seu próprio ambiente estável. Esses fornos geralmente requerem energia externa e cristais especialmente construídos. Embora esse tipo de forno de cristal possa ser muito maior que a versão do oscilador, algumas versões ainda são pequenas o suficiente para serem conectadas diretamente a um sistema de circuito.

Na maioria dos casos, os fornos de cristal são desnecessários. Em dispositivos eletrônicos comuns, o grau de precisão dado por um forno de cristal é muito maior do que o usuário exige. Isso, juntamente com o custo adicional de incorporá-los ao dispositivo, faz com que muitos fabricantes os ignorem em seus projetos.

Por outro lado, eles são necessários quando os usuários exigem um nível muito alto de precisão ou estabilidade. No nível do consumidor, isso geralmente é encontrado em relógios sofisticados, ferramentas de diagnóstico e equipamentos de áudio. Em nível comercial, os hubs de transmissão local, como torres de celular ou estações de transmissão de rádio, usam esses fornos para manter suas frequências na largura de banda correta. Finalmente, os sistemas militares usam esses fornos para manter as bandas de transmissão estreitas e evitar sangramentos indesejados em frequências adjacentes.