O que é um oscilador de quartzo?

Um oscilador de quartzo é um circuito eletrônico que gera um sinal em uma frequência determinada por um cristal de quartzo formado a partir de silício e oxigênio. A propriedade piezoelétrica do quartzo o torna um ressonador muito bom de dezenas de quilohertz (KHz) a centenas de megahertz (MHz). Um oscilador de cristal de quartzo é normalmente projetado para operar apenas em uma única frequência precisa. Esses osciladores são usados ​​para criar frequências estáveis ​​em telefones celulares, receptores do sistema de posicionamento global (GPS) e rádios de duas vias. Eles também são usados ​​para cronometragem precisa em relógios, computadores e outros equipamentos eletrônicos. Depois que essa tensão é removida, o cristal pode retornar à sua forma original e gerar uma tensão como está fazendo. Descoberto em 1880 e chamado piezoeletricidade, essa propriedade é fundamental para a operação de um oscilador. Experimentos foram realizadosCom diferentes materiais de cristal ao longo do tempo e o primeiro oscilador de quartzo foi montado no final da década de 1910. Desde a década de 1920, os osciladores de cristal de quartzo têm sido frequentemente usados ​​em relógios, bem como equipamentos amadores, comerciais e militares.

Quando um oscilador de quartzo é ligado pela primeira vez, o circuito apresenta um sinal de ruído aleatório no cristal. Parte desse ruído sempre estará na frequência ressonante do cristal, o que faz com que o cristal oscilem. A tensão produzida pelo cristal à medida que muda de forma é amplificada pelo circuito do oscilador de quartzo e alimentada de volta ao ressonador de cristal. À medida que esse processo se repete, os sinais dentro da faixa de frequência limitada do Crystal se tornarão mais fortes enquanto outras frequências serão filtradas. Uma vez concluído esse período de "aquecimento", o oscilador estará operando com precisão com sua frequência projetada.

a forma, tamanho e corte deUm cristal de quartzo determina a rapidez com que se expande e se contrai. Um oscilador de quartzo pode operar nessa taxa, chamado de frequência ressonante. Também pode operar em uma frequência de tom, que é um múltiplo da frequência ressonante. Enquanto os cristais de quartzo ocorrem naturalmente no ambiente, um número muito grande é fabricado para aumentar o rendimento e o fornecimento de cristais fisicamente utilizáveis.

A saída de frequência por um oscilador de quartzo pode ser afetada por uma variedade de fatores externos, incluindo temperatura e até aceleração súbita. A radiação também afetará a frequência, seja de raios cósmicos em uma espaçonave, raios-X ou um pulso de radiação ionizante. Alguns desses fatores podem ser compensados ​​com circuitos extras que monitora as condições e ajustam a saída do oscilador de acordo. Alguns osciladores de quartzo incluem um forno controlado com precisão com o cristal no interior para compensar as alterações de temperatura. Os cristais de quartzo também podem ser "varridos" ou endurecidos contraRadiação assando -os em uma atmosfera especializada e campo elétrico.