Kas yra kristalinis osciliatorius?

Kristalinis generatorius yra prietaisas, naudojamas elektros energijai paversti mechanine energija arba ją gaminti. Daugeliu atvejų šie osciliatoriai yra veikiami elektrinio impulso, dėl kurio jie svyruoja tiksliu dažniu. Kiekvieno kristalo dažnis išlieka stabilus esant įvairioms temperatūroms ir slėgiams bei esant daugybei skirtingų medžiagų ir chemikalų, todėl jis idealiai tinka operacijoms, kurioms reikalingas tikslus laikas įvairiomis aplinkybėmis. Šie prietaisai dažniausiai naudojami laikrodžiuose ir elektronikoje dėl jų tikslumo ir ilgaamžiškumo.

Kristalinio osciliatoriaus savybes 1880 m. pirmą kartą atrado Pierre’as ir Jacques’as Curie. Šie du mokslininkai išsiaiškino, kad kvarco kristalai generuos elektros krūvį, kai jie iškrenta iš formos, ir pakeis savo fizinę formą, kai bus veikiami elektros krūvio – savybę jie pavadino pjezoelektriniu efektu. Eksperimentai su šiais kristalais parodė, kad jie svyravo tiksliu dažniu, kai per juos buvo leidžiama elektros srovė.

Vienas iš pagrindinių kristalinio osciliatoriaus komponentų yra pats kristalas. Daugybė skirtingų kristalų tipų gali būti naudojami kaip osciliatoriai, tačiau dažniausiai naudojama kvarcas, kuris dažnai auginamas kontroliuojamomis aplinkybėmis prieš jį supjaustant ir naudojant kaip generatorių. Kristalas supjaustomas plonu gabalėliu arba kamertono pavidalu ir dedamas tarp dviejų laidžių metalinių plokščių. Kai srovė praeina per prietaisą, kristalas pradeda plėstis ir trauktis arba svyruoti tiksliu dažniu. Stiprintuvas, prijungtas prie kristalų generatoriaus, padidina įrenginio išvestį, kuri vėliau gali būti naudojama mechaniniams ar elektriniams procesams nustatyti.

Dėl kristalinio osciliatoriaus dažnio stabilumo jis idealiai tinka naudoti laikrodžiuose ir elektronikoje. Kvarcinis kristalas buvo naudojamas valdyti laikrodžių laiką nuo tada, kai buvo atrastas pjezoelektrinis efektas. Laikrodžiai su šiais osciliatoriais yra žinomi dėl savo gebėjimo atlaikyti temperatūros ir slėgio pokyčius ir išlikti tikslūs ilgą laiką.

Elektronikoje kristaliniai osciliatoriai dažnai naudojami kompiuteriuose, mobiliuosiuose telefonuose ir radijo imtuvuose. Kristalai šiuose įrenginiuose naudingi dėl jų svyravimo tikslumo, todėl kristalą galima panaudoti nepageidaujamiems dažniams filtruoti. Kristalinis generatorius taip pat plečiasi ir susitraukia daugiausia išilgai vienos ašies, o tai suteikia įrenginiui mažą fazės poslinkį. Dėl šių dviejų savybių jis gali tiksliai nustatyti proceso laiką ir palaikyti stiprų signalą, dėl abiejų savybių jis idealiai tinka naudoti elektronikoje.