Existují různé rezonátory, které se používají pro obrovské množství aplikací v oblasti elektroniky. V tomto seznamu rezonátorů jsou dvěma nejčastěji používanými materiály křemenný krystal a keramika (výroba keramického rezonátoru). Křemenný krystal se používá v Crystal Oscillator a Ceramic se používá v keramickém rezonátoru. Oba mají stejný cíl generovat kmitání kmitání vibracemi, když jim je přiděleno vstupní napětí. Ale oba mají také určité rozdíly, které je oddělují, a ve výsledku mají různé aplikace.
Co je Crystal Oscillator?
Oscilátor je obvod, který generuje frekvenci za pomoci laděného obvodu, a že generovaný kmitočet je známý jako oscilační frekvenci. Podobně je krystalový oscilátor elektronický obvod nebo zařízení, které se používá ke generování stabilní frekvence pomocí krystalu místo vyladěného obvodu. Když krystal vibruje, chová se jako rezonátor a ve výsledku generuje oscilovanou frekvenci. Obvod rezonátoru používá k generování oscilace krystal, což vedlo ke jménu jako Crystal Oscillator. Symbol a obvod krystalového oscilátoru je uveden níže:
Další informace o křemenném krystalu a krystalovém oscilátoru najdete zde.
Co je to keramický rezonátor?
Podobně jako u krystalového oscilátoru je keramický rezonátor také elektronickým obvodem nebo zařízením používaným ke generování výstupu oscilační frekvence pomocí keramiky jako rezonujícího piezoelektrického materiálu. Materiál může mít dvě nebo více elektrod, které při připojení k obvodu oscilátoru dostávají mechanické vibrace a v důsledku toho se generuje oscilační signál určité frekvence. Obvod rezonátoru je podobný obvodu Crystal Oscillator a je zobrazen níže:
Když rezonátor pracuje, vytvářejí mechanické vibrace oscilační napětí v důsledku piezoelektrického materiálu, tj. Keramiky, a oscilační napětí je poté připojeno k elektrodám jako výstup. Inverzní koncept se používá v případě inverzního piezoelektrického jevu.
Crystal Oscillator Vs Resonator
Ačkoli oba mají stejný pracovní postup a generují kmitání kmitočtu jako výstup, mají určité rozdíly ve vlastnostech, kvůli kterým oscilátor v mnoha případech nahradil rezonátor, což jsou:
- Frekvenční rozsah - Krystalový oscilátor má mnohem vyšší Q faktor než keramický rezonátor, díky čemuž má krystalový oscilátor frekvenční rozsah 10 kHz - 100 MHz, zatímco frekvenční rozsah keramického rezonátoru se pohybuje od 190 kHz - 50 MHz
- Výstup - Crystal Oscillator poskytuje vysokofrekvenční výstup stability a keramický rezonátor také poskytuje stabilitní výstup, který není tak dobrý ve srovnání s Crystal Oscillator. Pokud jde o přesnost výstupní frekvence, poskytuje Crystal Oscillator mnohem přesnější výstup než keramický rezonátor, pro který jsou parametry jako teplota citlivým prvkem. Přesnost oscilátoru je 10ppm - 1000ppm, zatímco pro rezonátor je 0,1% - 1%.
- Účinek díky parametrům - U keramického rezonátoru by tloušťka keramického materiálu určovala výstupní rezonanční frekvenci, zatímco u krystalových oscilátorů závisí výstup rezonanční frekvence na velikosti, tvaru, pružnosti a rychlosti zvuku v materiálu. Krystalový oscilátor má velmi nízkou závislost na teplotě, tj. Jsou vysoce stabilní i při změnách teploty a keramický rezonátor má o něco větší závislost na teplotě než krystalový oscilátor. U křemenného oscilátoru závisí výstupní charakteristika na vibračním režimu a úhlu, pod kterým je krystal řezán, zatímco v rezonátoru záleží hlavně na tloušťce.
- Tolerance a citlivost - Krystalový oscilátor má menší toleranci proti rázům a vibracím, zatímco keramický rezonátor má poměrně vysokou toleranci. Krystalový oscilátor má nízkou toleranci ESD (elektrostatický výboj), zatímco keramický rezonátor má vysokou toleranci ESD. Oscilátory jsou citlivější než rezonátory, citlivost lze srovnávat z hlediska záření. Křemen má toleranci frekvence 0,001%, zatímco PZT má toleranci 0,5%.
- Závislost kondenzátoru - Rezonátory mohou mít interní kondenzátory nebo někdy potřebují externí, zatímco oscilátor potřebuje externí kondenzátory a jejich hodnota závisí na tom, s čím je krystal navržen.
- Použitý materiál - Krystalový oscilátor je vyroben z křemene jako piezoelektrického rezonančního materiálu, zatímco keramické rezonátory jsou vyrobeny z olova zirkonia titaničitanu (PZT), který je známý jako vysoce stabilní piezoelektrický keramický materiál. Crystal Oscillator je obtížné vyrobit, zatímco keramický rezonátor se snadno vyrábí.
- Aplikace - Keramické rezonátory se používají v mikroprocesorových aplikacích, kde není důležitá frekvenční stabilita, zatímco Crystal Oscillator lze nalézt ve všem, od televizorů až po dětské hračky s elektrickými součástmi. Rezonátory jsou dobré pro nízkorychlostní komunikaci přes sériový port, zatímco krystalové oscilátory mají k dispozici frekvence podporující také vysokorychlostní sériovou komunikaci. Rezonátory nemají k dispozici frekvence pro vysokorychlostní komunikaci přes sériový port. Pokud jde o aplikace založené na hodinách, rezonátory nejsou příliš vhodné pro hodiny / hodiny času / nástěnné hodiny v reálném čase, zatímco oscilátory mohou být vhodné pro hodiny / hodiny RTC / nástěnné hodiny, pokud jsou naladěny s variabilním kondenzátorem, očekávejte drift několika minut za rok, pokud ne vyladěný.