نوسان ساز کریستالی ( به انگلیسی: Crystal oscillator ) نوعی نوسان ساز الکترونیکی است که از قانون تشدید ( به انگلیسی: Resonance ) و اثر پیزوالکتریک ( به انگلیسی: Piezoelectric ) در کریستال کُوارتز استفاده می کند. [ ۱] [ ۲] [ ۳] این نوسان ساز برای زمان بندی ( به انگلیسی: Timing ) و تولید سیگنال ساعت ( به انگلیسی: Clock signal ) در مدارهای الکترونیک استفاده می شود.
یک کریستال کوارتز، یا به عبارت دقیق تر، یک تشدیدگر کوارتز ( به انگلیسی: Quartz Resonator ) ، به تنهایی قادر به تولید سیگنال نوسانی نیست، و برای این منظور می بایست در مدار مناسب قرار گیرد. این نوع تشدیدگرها، دوپایه دارند. البته در بعضی موارد، علاوه بر خود کریستال، مدار لازم برای نوسان کریستال را نیز درون محفظه فلزی کریستال قرار می دهند. در این صورت، این نوع نوسان ساز کریستالی، برای تولید سیگنال نوسانی، دیگر نیازی به مدار خارجی ندارد. این نوع نوسان ساز کریستالی، چهارپایه دارد.
کریستال پیزوالکتریک، مانند کوارتز، ویژگیِ تشدید الکترومکانیکی دارد، بسیار پایدار ( با زمان و دما ) است و ضریب کیفیت بسیار بالایی دارد. [ ۴]
کریستال کوارتز با اندوکتانس L ( به بزرگی صدها هانری ) ، خازن سِری بسیار کوچک Cs ( با کوچکی ۰٫۰۰۰۵ پیکوفاراد ) ، مقاومت سری r که نماینده ضریب Q که به بزرگی چند صدهزار می تواند باشد، و نیز ظرفیت موازی Cp ( چندین پیکوفاراد ) مدل می شود ( شکل روبرو ) . خازن Cp نمایانگر ظرفیت الکترواستاتیک بین صفحات موازی کریستال است ( Cp> > Cs ) .
از آنجا که ضریب Q بزرگ است، از مقاومت r صرف نظر شده و امپدانس کریستال به صورت زیر بیان می شود:
Z ( s ) = ( 1 s ⋅ C 1 + s ⋅ L 1 + R 1 ) | | ( 1 s ⋅ C 0 ) که می توان به صورت زیر نوشته شود:
Z ( s ) = s 2 + s R 1 L 1 + ω s 2 ( s ⋅ C 0 ) از معادله بالا و از شکل مدار معادل می بینیم که کریستال دارای دو فرکانس تشدید است؛ تشدید سری:
ω s = 1 L 1 ⋅ C 1 و تشدید موازی:
ω p = C 1 + C 0 L 1 ⋅ C 1 ⋅ C 0 منابع ↑ The term crystal oscillator refers to the circuit, not the resonator: Graf, Rudolf F. ( 1999 ) . Modern Dictionary of Electronics, 7th Ed. US: Newnes. pp. 162, 163. ISBN 978 - 0 - 7506 - 9866 - 5. ↑ Amos, S. W. ; Roger Amos ( 2002 ) . Newnes Dictionary of Electronics, 4th Ed. US: Newnes. p. 76. ISBN 978 - 0 - 7506 - 5642 - 9. ↑ Laplante, Phillip A. ( 1999 ) . Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. US: Springer. ISBN 978 - 3 - 540 - 64835 - 2. ↑ Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics Second Edition, Cambridge University Press, 1989, شابک ۰−۵۲۱−۳۷۰۹۵−۷, pg. 300 ff مشارکت کنندگان ویکی پدیا. «Crystal oscillator». در دانشنامهٔ ویکی پدیای انگلیسی. کتاب سدرا - اسمیت
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفیک کریستال کوارتز، یا به عبارت دقیق تر، یک تشدیدگر کوارتز ( به انگلیسی: Quartz Resonator ) ، به تنهایی قادر به تولید سیگنال نوسانی نیست، و برای این منظور می بایست در مدار مناسب قرار گیرد. این نوع تشدیدگرها، دوپایه دارند. البته در بعضی موارد، علاوه بر خود کریستال، مدار لازم برای نوسان کریستال را نیز درون محفظه فلزی کریستال قرار می دهند. در این صورت، این نوع نوسان ساز کریستالی، برای تولید سیگنال نوسانی، دیگر نیازی به مدار خارجی ندارد. این نوع نوسان ساز کریستالی، چهارپایه دارد.
کریستال پیزوالکتریک، مانند کوارتز، ویژگیِ تشدید الکترومکانیکی دارد، بسیار پایدار ( با زمان و دما ) است و ضریب کیفیت بسیار بالایی دارد. [ ۴]
کریستال کوارتز با اندوکتانس L ( به بزرگی صدها هانری ) ، خازن سِری بسیار کوچک Cs ( با کوچکی ۰٫۰۰۰۵ پیکوفاراد ) ، مقاومت سری r که نماینده ضریب Q که به بزرگی چند صدهزار می تواند باشد، و نیز ظرفیت موازی Cp ( چندین پیکوفاراد ) مدل می شود ( شکل روبرو ) . خازن Cp نمایانگر ظرفیت الکترواستاتیک بین صفحات موازی کریستال است ( Cp> > Cs ) .
از آنجا که ضریب Q بزرگ است، از مقاومت r صرف نظر شده و امپدانس کریستال به صورت زیر بیان می شود:
Z ( s ) = ( 1 s ⋅ C 1 + s ⋅ L 1 + R 1 ) | | ( 1 s ⋅ C 0 ) که می توان به صورت زیر نوشته شود:
Z ( s ) = s 2 + s R 1 L 1 + ω s 2 ( s ⋅ C 0 ) از معادله بالا و از شکل مدار معادل می بینیم که کریستال دارای دو فرکانس تشدید است؛ تشدید سری:
ω s = 1 L 1 ⋅ C 1 و تشدید موازی:
ω p = C 1 + C 0 L 1 ⋅ C 1 ⋅ C 0 منابع ↑ The term crystal oscillator refers to the circuit, not the resonator: Graf, Rudolf F. ( 1999 ) . Modern Dictionary of Electronics, 7th Ed. US: Newnes. pp. 162, 163. ISBN 978 - 0 - 7506 - 9866 - 5. ↑ Amos, S. W. ; Roger Amos ( 2002 ) . Newnes Dictionary of Electronics, 4th Ed. US: Newnes. p. 76. ISBN 978 - 0 - 7506 - 5642 - 9. ↑ Laplante, Phillip A. ( 1999 ) . Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering. US: Springer. ISBN 978 - 3 - 540 - 64835 - 2. ↑ Paul Horowitz, Winfield Hill, The Art of Electronics Second Edition, Cambridge University Press, 1989, شابک ۰−۵۲۱−۳۷۰۹۵−۷, pg. 300 ff مشارکت کنندگان ویکی پدیا. «Crystal oscillator». در دانشنامهٔ ویکی پدیای انگلیسی. کتاب سدرا - اسمیت
wiki: نوسان ساز کریستالی