ทำไมออสซิลเลเตอร์คริสตัลถูกใช้ในนาฬิกาแทนที่จะเป็นวงจร RLC

ระยะเวลาของนาฬิกาควอทซ์จะถูกควบคุมโดยคริสตัล ออสซิลเลเตอร์คริสตัลนี้สร้างวงจร RLC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ถ้าเป็นเช่นนั้นคุณสมบัติของออสซิลเลเตอร์คริสตัลที่ทำให้เกิดความได้เปรียบเหนือวงจร RLC คืออะไร

ออสซิลเลเตอร์คริสตัลมีความแม่นยำมากขึ้นมีขนาดเล็กมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำและดริฟท์ต่ำในราคาที่ถูก

คริสตัลควอตซ์เป็นตัวดูดเชิงกลที่มีคุณสมบัติเสถียรเป็นพิเศษ ควอตซ์เป็นวัสดุที่เสถียรมาก - มันไม่ได้ 'อายุ' หรือเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิมากนัก นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะเตรียมผลึกให้บริสุทธิ์และมีคุณสมบัติที่สอดคล้องกัน ควอตซ์ยังเป็น piezoelectric เล็กน้อย - สนามไฟฟ้าทำให้เกิดการโก่งตัวและการโก่งตัวจะสร้างประจุไฟฟ้า

เมื่อตัดอย่างถูกต้อง (เมื่อมีทิศทางที่เฉพาะเจาะจงให้แกนคริสตัล) และติดตั้งอย่างถูกต้องสมบัติเชิงกล (โดยทั่วไปความแข็ง) จะไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ หน้าสัมผัสบนคริสตัลหมายความว่าการสั่นสะเทือนทางกลจะสร้างประจุไฟฟ้าและเมื่อกำหนดค่าอย่างถูกต้อง (ด้วยแอมพลิฟายเออร์) ระบบทั้งหมดสามารถทำเสียงสะท้อนที่ความถี่คงที่ได้

ด้วยระบบไฟฟ้านี้สามารถสร้างแบบจำลองเป็นเครือข่าย RLC ที่มีคุณสมบัติคล้ายกัน ค่า RLC อาจจะน่าประหลาดใจ - โดยทั่วไปแล้วเศษส่วนของ fF ของความจุและ henries ของการเหนี่ยวนำจำนวนมาก

ในขณะที่ผลึกควอทซ์สามารถสร้างแบบจำลองเป็นวงจร RLC นั่นไม่ใช่สิ่งที่มันเป็นจริง
การเจียระไนและขนาดของคริสตัลทำให้เกิดความถี่ที่ความถี่เฉพาะและสามารถกำหนดได้แม่นยำกว่าวงจรที่ทำจาก R's, L's & C

เหตุผลคือความถูกต้อง สำหรับตัวเก็บประจุ 2% ถือเป็นความอดทนที่ดีมาก ฉันไม่แน่ใจเกี่ยวกับตัวเหนี่ยวนำ แต่ฉันคาดหวังว่ามันจะคล้ายกัน ตัวต้านทานดีกว่าตัวเก็บประจุหรือตัวเหนี่ยวนำ แต่คุณไม่สามารถสร้างออสซิลเลเตอร์ที่มีตัวต้านทานเพียงอย่างเดียว

ในการใส่ตัวเลขเหล่านี้ในมุมมอง: 1% เทียบเท่ากับ 36 วินาทีต่อชั่วโมงหรือ 14 นาทีและ 24 วินาทีต่อวันซึ่งจะมีความแม่นยำที่ยอมรับไม่ได้สำหรับนาฬิกา

จากประสบการณ์ของผมคริสตัลจะเพิ่มแทนการเปลี่ยนส่วนประกอบ RLC ของ oscillator เหตุผลก็คือ "เพิ่ม" คือการให้และรักษาความถี่ที่กำหนดให้แม่นยำกว่าการใช้ส่วนประกอบ RLC เพียงอย่างเดียว เหตุผลที่คริสตัลให้ความแม่นยำมากขึ้นก็คือมันสามารถผลิตให้มีค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดกว่าส่วนประกอบ RLC และคุณสมบัติทางไฟฟ้า Q สูง

คริสตัลออสซิลเลเตอร์มีคุณสมบัติของความประหยัดในแง่ของความซับซ้อนของวงจรและราคาต่อหน่วยซึ่งทำให้ได้เปรียบกว่าวงจร RLC วงจร RLC ต้องการชิ้นส่วนและการปรับเพิ่มเติม เมื่อออกแบบและปรับเทียบอย่างเหมาะสมนาฬิกา RLC นั้นมีความแม่นยำเท่ากับนาฬิกาคริสตัล oscillator มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับค่าใช้จ่ายและขนาด