Kristal osilatör
 Minyatür bir 16 MHz hermetik olarak kapatılmış bir kuvars kristali içine alınmış HC-49/S paketi, bir kristal osilatörde rezonatör olarak kullanılır. | |
| Tür | Elektromekanik |
|---|---|
| Çalışma ilkesi | Piezoelektrik, Rezonans |
| İcat edilme | Alexander M. Nicholson, Walter Guyton Cady |
| İlk üretim | 1918 |
| Elektronik sembol | |
.svg) | |
Kristal osilatör, piezoelektrik etkiyi kullanarak salınım yapan osilatör çeşididir.
Roşel tuzu ve turmalin gibi kristallere kuvars kristali denir. Kuvars kristalinden çeşitli eksenlerde kesilmiş bir plakadan titreşim kristali yapılır. Bu plakanın iki yüzeyine konan iki bağlantı noktasına alternatif gerilim uygulandığında kristal mekanik olarak titreşmeye başlar veya bu plaka basınç altında bırakıldığında, sinüssel alternatif gerilim ortaya çıkar. Bu piezoelektrik olayıdır. Eğer alternatif gerilimin frekansı ve kuvarstın mekanik öz frekansı aynı ise piezoelektrik etki en yüksek değerdedir.
Kristal osilatörlerin sinüssel alternansı ne kadar dengeli olsa dâhi, bazı osilatör gruplarında tank devreleri ile alternans düzenlenir. Bu devreler tank devresi olarak geçmektedir istenilen salınımın geçişine izin verirken istenilen sinyali de bastırabilirler. Bazı durumlarda sinyalin frekansı yüksek olduğu durumlarda ise frekans düşürmek için sayıcılar kullanılır. bu devreler osilatörün ürettiği bir döngü süresi ile darbe gerçekleştirir; döngü ile darbe oluşturur, bir döngü ile bir alternans oluşur bu sayede alternans istenilen frekansta kullanıma hazırdır.
Kristaller, frekans kararlılığı en iyi olan osilatör tipidir. Osilatörler için çok önemli olan bu özelliğin tanımını sabit frekansta kalabilme olarak da yapabiliriz. Bir başka önemli tanımlama daha yapmak gerekirse; kristal osilatörler, piezoelektrik etkiyi kullanarak salınım yapan osilatör çeşitidir.
Piezoelektrik, belirli kristal ve seramik malzemelerin, mekanik stres veya baskıya maruz kaldığında elektriksel potansiyel üretme veya tersine, elektriksel gerilim altında mekanik değişiklikler yaşama yeteneği olarak tanımlanır.
Kristal Yapı / Simetri Eksiklikleri: Piezoelektrik etkinin temeli, malzemelerin içindeki kristal yapıdaki simetri eksikliklerine dayanır. Eksiklikler ise malzemenin içindeki yüklerin yer değiştirmesine izin verir.
Mekanik Stres / Değişiklikler: Piezoelektrik malzemelere mekanik stres veya baskı uygulandığında bu simetri eksiklikleri nedeniyle içindeki elektrik yükleri hareket eder.
Elektriksel Gerilim / Boyut Değişiklikleri: Tersine, mekanik stres yerine elektriksel gerilim uygulandığında simetri bozulur, malzeme fiziksel olarak boyutsal değişiklikler yaşar.
Enerji Dönüşümü: Piezoelektrik etki, mekanik enerjiyi elektrik enerjisi arasında dönüşümü temsil eder. Bu özellik, titreşim enerjisi dönüşümü, sensörlerin çalışmasında, mikro hareketli sistemlerde kullanılır.
