Kristallostsillaator

25 MHz kvartsostsillaator WiFi-ruuteris

Kristallostsillaator on ostsillaator (siinusvõnkumise elektrongeneraator), mille võnkesagedust määravaks elemendiks on piesoelektriline resonaator (kvartsresonaator või keraamiline resonaator). Niisuguste ostsillaatorite kindla sagedusega elektrisignaali kasutatakse stabiilse taktsageduse saamiseks arvutites, kontrollerites, kellades ja muudes digitaalelektroonika seadmetes, samuti raadiosignaali kandesageduse stabiliseerimiseks raadiosaatjates.

Kristallostsillaatori väljundsagedus

Kristallostsillaatori väljundsagedus võib olla kas resonaatori põhisagedus (resonantsisagedus) või siis selle sageduse kordne, s.t mõni kõrgem harmooniline. Ostsillaatorid sagedusega kuni 30 MHz töötavad tavaliselt resonaatori põhisagedusel, kui aga väljundsagedus on üle 30 MHz, siis kolmandal, viiendal või seitsmendal harmoonilisel (alati paaritu arv). Harmoonilisi sagedusi kasutatakse sellepärast, et kuna kvartsi võnkesagedus sõltub tema paksusest, muutuksid sagedustel üle 30 MHz kristallid nii õhukeseks, et nende tootmine oleks väga keeruline ja kulukas. Seepärast kalibreerivad tootjad resonaatori mõnel kõrgemal harmoonilisel sagedusel, mitte põhisagedusel. Näiteks kui kvarts põhisagedusega 30 MHz on kalibreeritud kolmandal harmoonilisel, siis kui see panna kristalli põhisagedusele mõeldud ostsillaatori vooluringi, võib väljundsageduseks olla hoopis 10 MHz (30/3 MHz).

Kristallresonaatorite resonantsisagedused pole standarditud, aga on välja kujunenud mõned rohkem kasutatavad sagedused, näiteks 3,579545 MHz, 10 MHz, 14,318 MHz, 20 MHz, 33,33 MHz, ja 40 MHz. Sagedus 3,579545 MHz on saanud populaarseks oma madala hinna tõttu sellest ajast, kui neid hakati kasutama Põhja- ja Kesk-Ameerikas värvitelerites.

Sagedusjagurite ja -kordistite abil on võimalik saada algsagedusest muid vajalikke sagedusi.

Kristallostsillaator taktgeneraatorina

Arvutitehnikas kasutatakse kristallostsilaatoreid taktgeneraatorina eri komponentide töö sünkroonimiseks. Arvuti emaplaadil asetsev taktgeneraator annab taktsagedust kõigile arvuti põhikomponentidele nende töö sünkroonimiseks. Tüüpiliselt genereeritakse eraldi signaalid protsessorile (õigemini siinile, mis protsessorit ühendab), graafikakaardile, mäludele ja muudele siinidele.

Kella mikrokvarts

Kella kristallostsillaator

Elektronkellades kasutatakse taktgeneraatorina miniatuurset, nn. mikrokvartsresonaatorit. Resonaatori omavõnkesagedus võib olla näiteks 65 536 Hz = 2¹⁶ Hz. Seda sagedust poolitatakse 16 järjestikuse trigeriga sageduseni 1 Hz, mis osutitega kellas käivitab spetsiaalse samm-mootori. Resonaatori võnkesageduse lubatud hälve võib olla näiteks ±20 ppm (miljondikosa) resonantsisagedusest temperatuuril 25 °C ja sageduse muutus esimese aasta jooksul kuni ±5 ppm, edaspidi sagedus stabiliseerub.

Vaata ka

• Resonaator
• Piesoresonaator