Ce este un oscilator de cristal?

Un oscilator cu cristale este un dispozitiv folosit pentru a transforma energia electrică în energie mecanică sau pentru a o produce din energie mecanică. În cele mai multe cazuri, aceste oscilatoare sunt supuse unui impuls electric care le face să oscileze la o frecvență precisă. Frecvența fiecărui cristal rămâne stabilă la o varietate de temperaturi și presiuni și în prezența multor materiale și substanțe chimice diferite, ceea ce îl face ideal pentru operațiuni care necesită sincronizare precisă în multe circumstanțe. Aceste dispozitive sunt utilizate în mod obișnuit în ceasuri și electronice atât pentru precizia cât și durabilitatea lor.

Proprietățile oscilatorului cu cristal au fost descoperite pentru prima dată în 1880 de Pierre și Jacques Curie. Acești doi oameni de știință au descoperit că cristalele de cuarț vor produce o sarcină electrică atunci când sunt forțate să demodeze și își vor schimba forma fizică atunci când sunt supuse unei sarcini electrice, o proprietate pe care au numit-o efect piezoelectric. Experimentele cu aceste cristale au arătat că ele oscilau la o frecvență precisă atunci când trecea curentul electric prin ele.

Una dintre componentele principale ale unui oscilator cu cristal este cristalul în sine. Multe tipuri diferite de cristale pot fi folosite ca oscilatoare, dar soiul cel mai des folosit este cuarțul, care este adesea cultivat în circumstanțe controlate înainte de a fi tăiat și folosit ca oscilator. Cristalul este tăiat într-o felie subțire sau în formă de diapază și apoi plasat între două plăci metalice conductoare. Când curentul este trecut prin dispozitiv, cristalul începe să se extindă și să se contracte, sau să oscileze, la o frecvență precisă. Un amplificator conectat la oscilatorul cu cristal mărește puterea dispozitivului care poate fi apoi utilizat pentru cronometrarea proceselor mecanice sau electrice.

Stabilitatea frecvenței unui oscilator cu cristale îl face ideal pentru utilizare în ceasuri și electronice. Cristalul de cuarț a fost folosit pentru a controla sincronizarea ceasurilor încă de la scurt timp după descoperirea efectului piezoelectric. Ceasurile cu aceste oscilatoare sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a rezista la schimbările de temperatură și presiune și de a rămâne precise pentru perioade lungi de timp.

În electronică, oscilatorii cu cristale sunt adesea folosiți în computere, telefoane mobile și radiouri. Cristalele sunt utile în aceste dispozitive datorită preciziei oscilației lor, care permite ca cristalul să fie folosit pentru a filtra frecvențele nedorite. De asemenea, oscilatorul cu cristal se extinde și se contractă în principal de-a lungul unei axe, ceea ce conferă dispozitivului o schimbare de fază scăzută. Aceste două calități îi conferă capacitatea de a cronometra un proces cu acuratețe și de a menține un semnal puternic, ambele calități care îl fac ideal pentru utilizarea în electronică.