คริสตัลออสซิลเลเตอร์เทียบกับเรโซเนเตอร์

มีเครื่องสะท้อนเสียงหลายแบบที่ใช้สำหรับการใช้งานจำนวนมากในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ในรายการเครื่องสะท้อนเสียงวัสดุที่ใช้ส่วนใหญ่สองชนิดคือผลึกควอตซ์และเซรามิก (การทำเครื่องสะท้อนเสียงเซรามิก) ควอตซ์คริสตัลที่ใช้ใน Crystal Oscillator และเซรามิกที่ใช้ในResonator เซรามิก ทั้งสองมีจุดมุ่งหมายเดียวกันในการสร้างความถี่การสั่นโดยการสั่นเมื่อให้แรงดันไฟฟ้าเข้า แต่พวกเขาทั้งสองก็มีความแตกต่างกันเช่นกันซึ่งแยกพวกเขาออกจากกันและด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงมีแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน

Crystal Oscillator คืออะไร?

oscillatorเป็นวงจรที่สร้างความถี่ด้วยความช่วยเหลือของการปรับวงจรและความถี่ที่สร้างขึ้นเป็นที่รู้จักกันความถี่สั่น ในทำนองเดียวกันคริสตัลออสซิลเลเตอร์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างความถี่ที่เสถียรโดยใช้คริสตัลแทนวงจรที่ปรับ คริสตัลเมื่อสั่นสะเทือนจะทำหน้าที่เหมือนเครื่องสะท้อนเสียงและเป็นผลให้เกิดความถี่ในการสั่น วงจรแม่เหล็กใช้คริสตัลเพื่อสร้างการสั่นนำไปสู่ชื่อเป็นคริสตัล Oscillator สัญลักษณ์และวงจรของคริสตัลออสซิลเลเตอร์ดังแสดงด้านล่าง:

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคริสตัลควอตซ์และคริสตัลออสซิลเลเตอร์ที่นี่

Ceramic Resonator คืออะไร?

เช่นเดียวกับ Crystal Oscillator Ceramic Resonatorยังเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างเอาต์พุตความถี่การสั่นด้วยความช่วยเหลือของ Ceramic เป็นวัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่สะท้อน วัสดุสามารถมีอิเล็กโทรดตั้งแต่สองตัวขึ้นไปซึ่งเมื่อเชื่อมต่อกับวงจรออสซิลเลเตอร์จะได้รับการสั่นสะเทือนทางกลและเป็นผลให้เกิดสัญญาณการสั่นของความถี่เฉพาะ วงจรสำหรับเครื่องเรโซเนเตอร์นั้นคล้ายกับ Crystal Oscillator และดังที่แสดงด้านล่าง:

เมื่อเรโซเนเตอร์ทำงานการสั่นเชิงกลจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสั่นเนื่องจากวัสดุเพียโซอิเล็กทริกเช่นเซรามิกและจากนั้นแรงดันการสั่นจะถูกต่อเข้ากับอิเล็กโทรดเป็นเอาต์พุต แนวคิดผกผันใช้ในกรณีของผลเพียโซอิเล็กทริกผกผัน

Crystal Oscillator Vs Resonator

แม้ว่าทั้งคู่จะมีขั้นตอนการทำงานที่เหมือนกันและสร้างการสั่นของความถี่เป็นเอาต์พุต แต่ก็มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเนื่องจากออสซิลเลเตอร์ได้เข้ามาแทนที่เรโซเนเตอร์ในหลาย ๆ กรณีซึ่ง ได้แก่:

• ช่วงความถี่ - Crystal Oscillator มีปัจจัย Q สูงกว่า Ceramic Resonator เนื่องจาก Crystal Oscillator มีช่วงความถี่ 10 kHz - 100 MHz ในขณะที่ช่วงความถี่ของเครื่องสะท้อนเซรามิกจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 190 kHz - 50 MHz

• เอาต์พุต - Crystal Oscillator ให้เอาต์พุตความถี่ที่มีเสถียรภาพสูงและ Ceramic resonator ยังให้เอาต์พุตเสถียรภาพไม่ดีเมื่อเทียบกับ Crystal Oscillator ในแง่ของความแม่นยำของความถี่เอาท์พุท Crystal Oscillator ให้เอาต์พุตที่แม่นยำกว่า Ceramic resonator ซึ่งพารามิเตอร์เช่นอุณหภูมิเป็นองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน ความแม่นยำของออสซิลเลเตอร์คือ 10ppm-1000ppm ในขณะที่เรโซเนเตอร์คือ 0.1% - 1%

• ผลกระทบอันเนื่องมาจากพารามิเตอร์ - สำหรับตัวสะท้อนเซรามิกความหนาของวัสดุเซรามิกจะกำหนดความถี่เรโซแนนซ์เอาท์พุทในขณะที่คริสตัลออสซิลเลเตอร์เอาต์พุตความถี่เรโซแนนซ์ขึ้นอยู่กับขนาดรูปร่างความยืดหยุ่นและความเร็วของเสียงในวัสดุ Crystal Oscillator มีการพึ่งพาอุณหภูมิต่ำมากกล่าวคือมีความเสถียรสูงแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและตัวสะท้อนเซรามิกมีการพึ่งพาอุณหภูมิมากกว่าเล็กน้อยจากนั้น Crystal Oscillator สำหรับ Quartz Crystal Oscillator ลักษณะการแสดงผลจะขึ้นอยู่กับโหมดการสั่นสะเทือนและมุมที่คริสตัลถูกตัดในขณะที่อยู่ในเครื่องสะท้อนเสียงส่วนใหญ่เป็นเรื่องของความหนา

• ความอดทนและความไว - Crystal Oscillator มีความทนทานต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนน้อยกว่าในขณะที่เครื่องสะท้อนเสียงเซรามิกมีความทนทานสูงเมื่อเทียบกัน คริสตัลออสซิลเลเตอร์มีความทนทานต่อ ESD (Electrostatic Discharge) ต่ำในขณะที่ตัวสะท้อนเซรามิกมีความทนทานต่อ ESD สูง ออสซิลเลเตอร์มีความไวมากกว่าตัวสะท้อนความไวสามารถเปรียบเทียบได้ในแง่ของการแผ่รังสี ควอตซ์มีความทนทานต่อความถี่ 0.001% ในขณะที่ PZT มีค่าความคลาดเคลื่อน 0.5%

• การพึ่งพาตัวเก็บประจุ - ตัวสะท้อนเสียงอาจมีตัวเก็บประจุภายในหรือต้องการตัวเก็บประจุภายนอกในบางครั้งในขณะที่ออสซิลเลเตอร์ต้องการตัวเก็บประจุภายนอกและค่าของมันขึ้นอยู่กับสิ่งที่คริสตัลออกแบบมาให้ใช้งาน

• วัสดุที่ใช้ - Crystal Oscillator ประกอบด้วยควอตซ์เป็นวัสดุรีโซเนเตอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกในขณะที่ตัวสะท้อนเซรามิกทำจากตะกั่วเซอร์โคเนียมไททาเนต (PZT) ซึ่งเรียกว่าวัสดุเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกที่มีความเสถียรสูง Crystal Oscillator ผลิตได้ยากในขณะที่เครื่องสะท้อนเสียงเซรามิกนั้นผลิตได้ง่าย

• การใช้งาน - ตัวสะท้อนเซรามิกใช้ในการใช้งานไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งความเสถียรของความถี่ไม่สำคัญในขณะที่ Crystal Oscillator สามารถพบได้ในทุกอย่างตั้งแต่โทรทัศน์ไปจนถึงของเล่นเด็กที่มีส่วนประกอบไฟฟ้า เรโซเนเตอร์เหมาะสำหรับการสื่อสารพอร์ตอนุกรมความเร็วต่ำในขณะที่คริสตัลออสซิลเลเตอร์มีความถี่เพื่อรองรับการสื่อสารแบบอนุกรมความเร็วสูงเช่นกัน เรโซเนเตอร์ไม่มีความถี่สำหรับการสื่อสารพอร์ตอนุกรมความเร็วสูง ในแง่ของการใช้งานนาฬิกา Resonators ไม่เหมาะสำหรับนาฬิกาแบบเรียลไทม์ / บอกเวลา / นาฬิกาแขวนในขณะที่ออสซิลเลเตอร์อาจเหมาะสำหรับการบอกเวลา / RTC / นาฬิกาแขวนหากปรับด้วยตัวเก็บประจุแบบแปรผันคาดว่าจะมีเวลาไม่กี่นาทีต่อปีหากไม่มี ปรับ