Postoje razni rezonatori koji se koriste za neizmjeran broj primjena u području elektronike. Na tom popisu rezonatora, dva uglavnom korištena materijala su kvarcni kristal i keramika (izrada keramičkog rezonatora). Kristalni kvarc koristi se u kristalnom oscilatoru, a keramički u keramičkom rezonatoru. Oboje imaju isti cilj generirati frekvenciju oscilacija vibrirajući kad im se da ulazni napon. Ali i njih dvoje imaju neke razlike, što ih razdvaja i kao rezultat toga, imaju različite primjene.
Što je kristalni oscilator?
Oscilator je sklop koji generira frekvenciju pomoć usklađeni krug i da generira frekvenciju poznat kao oscilirajući frekvencije. Slično tome, kristalni oscilator je elektronički sklop ili uređaj koji se koristi za generiranje stabilne frekvencije uz pomoć kristala umjesto podešenog kruga. Kada kristal zavibrira, djeluje poput rezonatora i kao rezultat generira osciliranu frekvenciju. Rezonatorski krug koristi kristal za stvaranje oscilacija, što je dovelo do naziva Kristalni oscilator. Simbol i sklop kristalnog oscilatora prikazan je dolje:
Ovdje saznajte više o kvarcnom kristalu i kristalnom oscilatoru.
Što je keramički rezonator?
Slično kristalnom oscilatoru, keramički rezonator također je elektronički sklop ili uređaj koji se koristi za generiranje izlaza frekvencije titranja uz pomoć keramike kao rezonirajućeg piezoelektričnog materijala. Materijal može imati dvije ili više elektroda koje kad su spojene na krug oscilatora dobivaju mehaničke vibracije i kao rezultat generira se oscilirajući signal određene frekvencije. Strujni krug rezonatora sličan je krugu kristalnog oscilatora i prikazan je dolje:
Kada rezonator radi, mehaničke vibracije stvaraju oscilirajući napon zbog piezoelektričnog materijala, tj. Keramike, a oscilirajući napon je zatim pričvršćen na elektrode kao izlaz. Inverzni koncept koristi se u slučaju inverznog piezoelektričnog efekta.
Kristalni oscilator vs rezonator
Iako obojica imaju isti radni postupak i generiraju oscilacije frekvencije kao izlaz, imaju određenu razliku u svojstvima zbog kojih je oscilator u mnogim slučajevima zamijenio rezonator, a to su:
- Frekvencijski raspon - Kristalni oscilator ima mnogo visoki Q faktor od onog kod keramičkog rezonatora zbog čega Kristalni oscilator ima raspon frekvencija od 10 kHz - 100 MHz, dok opseg frekvencija keramičkog rezonatora varira od 190 kHz - 50 MHz
- Izlaz - kristalni oscilator pruža izlaz frekvencije visoke stabilnosti, a keramički rezonator također pruža izlaz stabilnosti koji nije toliko dobar u usporedbi s kristalnim oscilatorom. Što se tiče točnosti izlazne frekvencije, Crystal Oscillator pruža puno precizniji izlaz od keramičkog rezonatora za koji su parametri poput temperature osjetljivi element. Točnost oscilatora je 10 ppm-1000 ppm, dok je za rezonator 0,1% - 1%.
- Učinak zbog parametara - Za keramički rezonator debljina keramičkog materijala određivala bi izlaznu rezonantnu frekvenciju, dok za kristalne oscilatore izlazna rezonantna frekvencija ovisi o veličini, obliku, elastičnosti i brzini zvuka u materijalu. Kristalni oscilator ima vrlo malu ovisnost o temperaturi, tj. Vrlo su stabilni čak i s promjenama temperature, a keramički rezonator ima malo veću ovisnost o temperaturi od kristalnog oscilatora. Za kvarcni kristalni oscilator, izlazne karakteristike ovise o načinu vibracije i kutu pod kojim se kristal reže dok je u rezonatoru najvažnija debljina.
- Tolerancija i osjetljivost - Kristalni oscilator ima manju toleranciju na udarce i vibracije, dok keramički rezonator ima relativno visoku toleranciju. Kristalni oscilator ima nisku toleranciju na ESD (elektrostatičko pražnjenje), dok keramički rezonator ima visoku toleranciju na ESD. Oscilatori su osjetljiviji od rezonatora, osjetljivost se može usporediti u smislu zračenja. Kvarc ima toleranciju frekvencije 0,001%, dok PZT ima toleranciju 0,5%.
- Ovisnost kondenzatora - rezonatori mogu ponekad imati unutarnje kondenzatore ili su im potrebni vanjski, dok oscilator treba vanjske kondenzatore i njihova vrijednost ovisi o tome s čime je kristal dizajniran za rad.
- Upotrijebljeni materijal - Kristalni oscilator sastoji se od kvarca kao piezoelektričnog rezonatorskog materijala, dok su keramički rezonatori izrađeni od olovnog cirkonijevog titanata (PZT), koji je poznat kao piezoelektrični keramički materijal visoke stabilnosti. Kristalni oscilator teško je izraditi, a keramički rezonator jednostavno.
- Primjene - Keramički rezonatori koriste se u primjeni mikroprocesora gdje frekvencijska stabilnost nije važna, dok se Crystal Oscillator može naći u svemu, od televizora do dječjih igračaka koje imaju električne komponente. Resonatori su dobri za komunikaciju serijskim priključkom male brzine, dok kristalni oscilatori imaju dostupne frekvencije za podršku serijskim komunikacijama velike brzine. Resonatori nemaju frekvencije dostupne za brzu serijsku komunikaciju putem porta. Što se tiče aplikacija temeljenih na satu, rezonatori nisu baš pogodni za sat / mjerenje vremena / zidni sat u stvarnom vremenu, dok oscilatori mogu biti prikladni za mjerenje vremena / RTC / zidni sat ako su podešeni s promjenjivim kondenzatorom, očekujte nekoliko minuta pomaka godišnje ako ne podešen.