Kas ir kristāla oscilators?

Kristāla oscilatora īpašības pirmo reizi 1880. gadā atklāja Pjērs un Žaks Kirī. Šie divi zinātnieki atklāja, ka kvarca kristāli radīs elektrisko lādiņu, kad tie tiks izmesti no formas, un mainīs savu fizisko formu, ja tie tiks pakļauti elektriskajam lādiņam, ko viņi nosauca par pjezoelektrisko efektu. Eksperimenti ar šiem kristāliem parādīja, ka tie svārstās ar precīzu frekvenci, kad caur tiem tika izlaista elektriskā strāva.

Viena no galvenajām kristāla oscilatora sastāvdaļām ir pats kristāls. Kā oscilatorus var izmantot daudz dažādu veidu kristālus, taču visbiežāk izmantotā šķirne ir kvarcs, ko bieži audzē kontrolētos apstākļos, pirms to sagriež un izmanto kā oscilatoru. Kristālu sagriež plānā šķēlītē vai kamertonis formā un pēc tam ievieto starp divām vadošām metāla plāksnēm. Kad strāva tiek izlaista caur ierīci, kristāls sāk paplašināties un sarukt vai svārstīties ar precīzu frekvenci. Pastiprinātājs, kas savienots ar kristāla oscilatoru, palielina ierīces jaudu, ko pēc tam var izmantot mehānisku vai elektrisku procesu laika noteikšanai.

Kristāla oscilatora frekvences stabilitāte padara to ideāli piemērotu lietošanai pulksteņos un elektronikā. Kvarca kristāls ir izmantots, lai kontrolētu pulksteņu laiku, kopš neilgi pēc pjezoelektriskā efekta atklāšanas. Pulksteņi ar šiem oscilatoriem ir pazīstami ar spēju izturēt temperatūras un spiediena izmaiņas un ilgstoši saglabāt precizitāti.

Elektronikā kristāla oscilatorus bieži izmanto datoros, mobilajos tālruņos un radio. Kristāli ir noderīgi šajās ierīcēs to svārstību precizitātes dēļ, kas ļauj kristālu izmantot, lai filtrētu nevēlamās frekvences. Kristāla oscilators arī izplešas un saraujas galvenokārt pa vienu asi, kas nodrošina ierīcei zemu fāzes nobīdi. Šīs divas īpašības nodrošina spēju precīzi noteikt procesa laiku un uzturēt spēcīgu signālu, un abas īpašības padara to ideāli piemērotu lietošanai elektronikā.