Кристалічний генератор проти резонатора

Існують різні резонатори, які використовуються для величезної кількості застосувань у галузі електроніки. У цьому списку резонаторів двома в основному використовуваними матеріалами є кристал кварцу та кераміка (виготовлення керамічного резонатора). Кристал кварцу використовується в кристалічному генераторі, а кераміка - в керамічному резонаторі. Вони обидва мають одну і ту ж мету - генерувати частоту коливань шляхом вібрації, коли їм подається вхідна напруга. Але вони двоє теж мають деякі відмінності, що їх розділяє, і як результат, вони мають різні програми.

Що таке кристалічний осцилятор?

Генератор являє собою схему, яка генерує частоту за допомогою коливального контуру і, що генерується частота відома як осцилююча частоти. Подібним чином, кристалічний генератор - це електронна схема або пристрій, який використовується для формування стабільної частоти за допомогою кристала замість налаштованої схеми. Коли кристал коливається, він діє як резонатор і в результаті генерує коливальну частоту. Схема резонатора використовує кристал для генерації коливань, що призвело до назви Кристалічний генератор. Символ і схема кристалічного генератора показані нижче:

Дізнайтеся більше про кварцовий кристал та кристалічний генератор тут.

Що таке керамічний резонатор?

Подібно до кристалічного генератора, керамічний резонатор - це також електронна схема або пристрій, що використовується для генерації вихідної частоти коливань за допомогою кераміки як резонуючого п'єзоелектричного матеріалу. Матеріал може мати два або більше електрода, який при підключенні до схеми генератора отримує механічну вібрацію, і в результаті генерується коливальний сигнал певної частоти. Схема резонатора схожа на схему кристалічного генератора і така, як показано нижче:

Коли резонатор працює, механічні вібрації створюють коливальну напругу через п'єзоелектричний матеріал, тобто кераміку, а коливальну напругу потім приєднують до електродів як вихід. Інверсна концепція використовується у випадку зворотного п'єзоелектричного ефекту.

Кристалічний генератор проти резонатора

Хоча вони обидва мають однакову робочу процедуру і генерують коливання частоти, як вихід, вони мають певну різницю у властивостях, завдяки яким генератор часто замінював резонатор, а саме:

• Діапазон частот - Кристалічний генератор має набагато більший коефіцієнт добротності, ніж керамічний резонатор, завдяки чому кристалічний генератор має діапазон частот від 10 кГц до 100 МГц, тоді як діапазон частот керамічного резонатора варіюється від 190 кГц до 50 МГц

• Вихід - Кристалічний генератор забезпечує високу частоту виходу, а керамічний резонатор також забезпечує стабільний вихід, що не настільки хороший у порівнянні з Кристалічним генератором. Що стосується точності вихідної частоти, Crystal Oscillator забезпечує набагато точніший вихід, ніж керамічний резонатор, для якого такі параметри, як температура, є чутливим елементом. Точність для генератора становить 10 ppm-1000 ppm, тоді як для резонатора 0,1% - 1%.

• Ефект, обумовлений параметрами - для керамічного резонатора товщина керамічного матеріалу визначатиме вихідну резонансну частоту, тоді як для кристалічних осциляторів вихідна резонансна частота залежить від розміру, форми, еластичності та швидкості звуку в матеріалі. Кристалічний генератор має дуже низьку залежність від температури, тобто він дуже стабільний навіть при зміні температури, а керамічний резонатор має трохи більшу залежність від температури, ніж кристалічний генератор. Для кварцового кристалічного генератора вихідні характеристики залежать від режиму вібрації та кута, під яким різається кристал, перебуваючи в резонаторі, головним чином має значення товщина.

• Толерантність та чутливість - Кристалічний генератор має меншу толерантність до ударів та вібрацій, тоді як керамічний резонатор має порівняно високий допуск. Кристалічний генератор має низький допуск ESD (електростатичного розряду), тоді як керамічний резонатор має високий допуск ESD. Генератори більш чутливі, ніж резонатори, чутливість можна порівняти з точки зору випромінювання. Кварц має допуск на частоту 0,001%, тоді як PZT має допуск на 0,5%.

• Залежність конденсатора - резонатори можуть мати внутрішні конденсатори або іноді їм потрібні зовнішні, тоді як осцилятору потрібні зовнішні конденсатори, і їх значення залежить від того, з яким кристалом призначений працювати.

• Використовуваний матеріал - Кристалічний генератор складається з кварцу як матеріалу п’єзоелектричного резонатора, тоді як керамічні резонатори виготовляються з титанату цирконію свинцю (PZT), який відомий як п’єзоелектричний керамічний матеріал з високою стабільністю. Кристалічний генератор важко виготовити, тоді як керамічний резонатор легко виготовити.

• Застосування - Керамічні резонатори використовуються в мікропроцесорних програмах, де стабільність частоти не важлива, тоді як Crystal Oscillator можна знайти у всьому - від телевізорів до дитячих іграшок, що мають електричні компоненти. Резонатори хороші для низькошвидкісного послідовного зв'язку, тоді як кристалічні генератори мають доступні частоти для підтримки високошвидкісного послідовного зв'язку. Резонатори не мають частот, доступних для високошвидкісного послідовного зв'язку. Що стосується годинникових програм, резонатори не дуже підходять для годинника / хронометражу / настінного годинника в режимі реального часу, тоді як осцилятори можуть бути придатними для хронометражу / RTC / настінного годинника, якщо вони налаштовані на змінний конденсатор, очікуйте кілька хвилин дрейфу на рік, якщо ні налаштований.