Cos'è un oscillatore di cristalli?

Un oscillatore cristallino è un dispositivo utilizzato per trasformare l'energia elettrica o produrre da energia meccanica.Nella maggior parte dei casi, questi oscillatori sono soggetti a un impulso elettrico che li fa oscillare a una frequenza precisa.La frequenza di ciascun cristallo rimane stabile a una varietà di temperature e pressioni e in presenza di molti materiali e sostanze chimiche diverse, rendendolo ideale per le operazioni che richiedono tempi precisi in molte circostanze.Questi dispositivi sono comunemente usati negli orologi ed elettronici sia per la loro precisione che per la loro durata.

Le proprietà dell'oscillatore di cristallo furono scoperte per la prima volta nel 1880 da Pierre e Jacques Curie.Questi due scienziati hanno scoperto che i cristalli di quarzo produrranno una carica elettrica quando forzati fuori forma e cambieranno la loro forma fisica se sottoposti a una carica elettrica, una proprietà che hanno chiamato l'effetto piezoelettrico.Gli esperimenti con questi cristalli hanno mostrato che hanno oscillato a una frequenza precisa quando la corrente elettrica è stata passata attraverso di essi.

Uno dei componenti principali di un oscillatore di cristalli è il cristallo stesso.Molti diversi tipi di cristalli possono essere usati come oscillatori, ma la varietà più comunemente usata è il quarzo, che viene spesso coltivato in circostanze controllate prima che venga tagliato e utilizzato come oscillatore.Il cristallo viene tagliato in una fetta sottile o a forma di forcella di sintonia e quindi posizionato tra due piastre di metallo conduttivo.Quando la corrente viene passata attraverso il dispositivo, il cristallo inizia ad espandersi e contrarre o oscillare, a una frequenza precisa.Un amplificatore collegato all'oscillatore cristallino aumenta l'uscita del dispositivo che può quindi essere utilizzato per processi meccanici o elettrici.

La stabilità della frequenza di un oscillatore cristallino lo rende ideale per l'uso in orologi ed elettronica.Il cristallo di quarzo è stato usato per controllare i tempi degli orologi da subito dopo la scoperta dell'effetto piezoelettrico.Gli orologi con questi oscillatori sono noti per la loro capacità di resistere alla temperatura e alle variazioni di pressione e di rimanere accurati per lunghi periodi di tempo.

Nell'elettronica, gli oscillatori di cristalli sono spesso utilizzati in computer, telefoni cellulari e radio.I cristalli sono utili in questi dispositivi a causa della precisione della loro oscillazione, che consente di utilizzare il cristallo per filtrare frequenze indesiderate.L'oscillatore cristallino si espande inoltre e contrae principalmente lungo un asse, il che offre al dispositivo un basso cambiamento di fase.Queste due qualità danno la possibilità di cronometrare in modo accurato un processo e di mantenere un segnale forte, entrambe le qualità che lo rendono ideale per l'uso in elettronica.