Vad är en kvartsoscillator?
En kvartsoscillator är en elektronisk krets som genererar en signal vid en frekvens bestämd av en kvartskristall bildad av kisel och syre.Den piezoelektriska egenskapen hos kvarts gör den till en mycket bra resonator från tiotals kilohertz (KHZ) till hundratals megahertz (MHz).En kvartskristalloscillator är vanligtvis utformad för att endast fungera med en enda exakt frekvens.Dessa oscillatorer används för att skapa stabila frekvenser i mobiltelefoner, GPS-mottagare (Global Positioning System (GPS) och tvåvägsradio.De används också för exakt tidtagning i klockor, datorer och annan elektronisk utrustning.
En kristall av piezoelektriskt material såsom kvarts kan ändra form något när en spänning appliceras på en elektrod på kristallen.När den spänningen tas bort kan kristallen återgå till sin ursprungliga form och generera en spänning när den gör det.Upptäckt 1880 och kallas piezoelektricitet, är denna egenskap avgörande för driften av en oscillator.Experiment utfördes med olika kristallmaterial över tid och den första kvartsoscillatorn samlades i slutet av 1910 -talet.Sedan 1920 -talet har kvartskristalloscillatorer ofta använts i klockor samt amatör-, kommersiell och militär radioutrustning.
När en kvartsoscillator först startas introducerar kretsen en slumpmässig brussignal till kristallen.En del av det bruset kommer alltid att vara vid kristallresonansfrekvensen, vilket får kristallen att oscillera.Spänningen som produceras av kristallen när den ändrar form förstärks av kvartsoscillatorkretsen och matas tillbaka till kristallresonatorn.När denna process upprepas kommer signalerna inom Crystals Limited Frequency Band att bli starkare medan andra frekvenser kommer att filtreras bort.När denna uppvärmningsperiod är klar kommer oscillatorn att fungera exakt vid sin designade frekvens.
Formen, storleken och skärningen av en kvartskristall avgör hur snabbt den expanderar och kontrakt.En kvartsoscillator kan fungera i denna takt, kallad dess resonansfrekvens.Det kan också fungera med en övertonfrekvens, vilket är en multipel av resonansfrekvensen.Medan kvartskristaller förekommer naturligt i miljön, tillverkas ett mycket stort antal för att öka utbytet och tillförseln av fysiskt användbara kristaller.
Frekvensutgången med en kvartsoscillator kan påverkas av en mängd externa faktorer inklusive temperatur och till och medplötslig acceleration.Strålning kommer också att påverka frekvensen, oavsett om det kommer från kosmiska strålar i ett rymdskepp, röntgenstrålar eller en puls av joniserande strålning.Vissa av dessa faktorer kan kompenseras med extra kretsar som övervakar förhållandena och justerar oscillatorutgången i enlighet därmed.Vissa kvartsoscillatorer inkluderar en exakt kontrollerad ugn med kristallen inuti för att kompensera för temperaturförändringar.Kvartkristaller kan också sopas eller härdas mot strålning genom att baka dem i en specialiserad atmosfär och elektriskt fält.