Apa itu osilator kuarsa?

Osilator kuarsa adalah sirkuit elektronik yang menghasilkan sinyal pada frekuensi yang ditentukan oleh kristal kuarsa yang terbentuk dari silikon dan oksigen.Properti piezoelektrik kuarsa menjadikannya resonator yang sangat baik dari puluhan kilohertz (kHz) menjadi ratusan Mahehertz (MHz).Osilator kristal kuarsa biasanya dirancang untuk beroperasi pada frekuensi tunggal yang tepat saja.Osilator ini digunakan untuk membuat frekuensi yang stabil di ponsel, penerima Global Positioning System (GPS) dan radio dua arah.Mereka juga digunakan untuk ketepatan waktu yang tepat di jam tangan, komputer dan peralatan elektronik lainnya.

Kristal bahan piezoelektrik seperti kuarsa dapat mengubah bentuk sedikit ketika tegangan diterapkan pada elektroda pada kristal.Setelah tegangan itu dihapus, kristal dapat kembali ke bentuk aslinya dan menghasilkan tegangan saat melakukannya.Ditemukan pada tahun 1880 dan disebut piezoelektrik, properti ini sangat penting untuk pengoperasian osilator.Eksperimen dilakukan dengan bahan kristal yang berbeda dari waktu ke waktu dan osilator kuarsa pertama dirakit pada akhir 1910 -an.Sejak 1920 -an, osilator kristal kuarsa telah sering digunakan dalam jam serta peralatan radio amatir, komersial dan militer.

Ketika osilator kuarsa pertama kali dinyalakan, sirkuit memperkenalkan sinyal kebisingan acak ke kristal.Beberapa dari kebisingan itu akan selalu berada pada frekuensi resonansi kristal, yang menyebabkan kristal berosilasi.Tegangan yang dihasilkan oleh kristal saat perubahan bentuk diamplifikasi oleh sirkuit osilator kuarsa dan diumpankan kembali ke resonator kristal.Saat proses ini berulang, sinyal dalam pita frekuensi terbatas kristal akan menjadi lebih kuat sementara frekuensi lain akan disaring.Setelah periode pemanasan ini selesai, osilator akan beroperasi secara tepat pada frekuensi yang dirancang.

Bentuk, ukuran dan pemotongan kristal kuarsa menentukan seberapa cepat mengembang dan kontrak.Osilator kuarsa dapat beroperasi pada tingkat ini, disebut frekuensi resonansi.Ini juga dapat beroperasi pada frekuensi nada, yang merupakan kelipatan dari frekuensi resonansi.Sementara kristal kuarsa terjadi secara alami di lingkungan, sejumlah besar diproduksi untuk meningkatkan hasil dan pasokan kristal yang dapat digunakan secara fisik.

Output frekuensi oleh osilator kuarsa dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor eksternal termasuk suhu dan bahkanAkselerasi mendadak.Radiasi juga akan mempengaruhi frekuensi, apakah itu dari sinar kosmik di pesawat ruang angkasa, sinar-X atau pulsa radiasi pengion.Beberapa faktor ini dapat dikompensasi dengan sirkuit tambahan yang memantau kondisi dan menyesuaikan output osilator yang sesuai.Beberapa osilator kuarsa termasuk oven yang dikendalikan dengan tepat dengan kristal di dalamnya untuk mengimbangi perubahan suhu.Kristal kuarsa juga dapat disapu atau dikeraskan dengan radiasi dengan memanggangnya di atmosfer khusus dan medan listrik.