Koleksi

Garis Waktu & Sejarah Resonator Kristal Kuarsa

Garis Waktu & Sejarah Resonator Kristal Kuarsa

Terkadang menarik untuk melihat bagaimana kristal kuarsa dikembangkan dan beberapa tanggal penting dalam garis waktunya. Dari penemuan paling awal di awal sejarah kelistrikan dan elektronik hingga saat ini.

Unit resonator kristal kuarsa awal berukuran besar dan besar, tetapi resonator kristal kuarsa saat ini jauh lebih kecil. Mereka terkandung dalam kaleng yang tertutup rapat dan bahkan dapat diperoleh dalam paket pemasangan permukaan.

Gaya kristal kuarsa telah berubah dan kinerjanya telah meningkat secara signifikan di hampir semua aspek selama bertahun-tahun.

Resonator kristal kuarsa

Kristal kuarsa memanfaatkan efek piezo-listrik untuk menghubungkan domain listrik dengan resonansi Q yang sangat tinggi dari kristal kuarsa itu sendiri.

Penggunaan kristal ini memungkinkan pembuatan resonator berkinerja tinggi dan saat ini harga kristal ini bisa sangat rendah mengingat kinerjanya. Jelas kristal toleransi tinggi tersedia dengan harga lebih tinggi tetapi banyak yang berbiaya rendah digunakan di banyak bidang desain dan manufaktur elektronik.

Kristal ini digunakan di berbagai area mulai dari elemen resonansi di osilator jam di papan mikroprosesor, PC, dll., Hingga osilator kristal untuk desain RF, serta di osilator kristal terkontrol tegangan VCXO, osilator kristal kompensasi suhu TCXOs dan juga sangat tinggi osilator kristal yang dikendalikan oven kinerja OCXOs.

Mengingat penggunaannya secara luas dan umum, menarik untuk melihat bagaimana komponen ini berkembang selama bertahun-tahun.

Catatan tentang resonator kristal kuarsa:

Kristal kuarsa telah menjadi bagian penting dari elektronik saat ini yang menyediakan resonator kinerja tinggi dengan biaya rendah. Komponen ini digunakan sebagai elemen resonansi dalam banyak desain elektronik dari osilator jam mikroprosesor hingga desain RF untuk osilator hingga osilator stabil berkinerja tinggi dan juga dalam filter kristal.

Baca lebih lanjut tentang Teknologi resonator kristal kuarsa.

Garis waktu resonator kristal kuarsa

Tabel di bawah ini memberikan beberapa tonggak utama dalam garis waktu sejarah penggunaan kristal kuarsa dalam desain sirkuit radio dan elektronik.

Selama bertahun-tahun, penggunaan resonator kristal kuarsa dalam desain elektronik telah berkembang pesat. Dari penggunaan awal terutama dalam desain RF, mereka telah menjadi lebih banyak digunakan di bidang elektronik lainnya juga.

Resonator Kristal Kuarsa
Garis Waktu & Sejarah: - Tanggal Penting
TahunDetail Garis Waktu
Zaman Yunani KunoQuartz telah dikenal dan menarik perhatian banyak orang sejak awal; kristal kuarsa air jernih dikenal oleh orang Yunani kuno sebagai krystallos.
1530Nama kuarsa adalah kata Jerman kuno. Asalnya tidak pasti tetapi tampaknya digunakan pertama kali oleh Georgius Agricola sekitar waktu ini.
1880Jacques dan Pierre Curie memperhatikan dan menyelidiki efek piezo-listrik dalam kuarsa.
1893Lord Kelvin menyelidiki lebih lanjut efek piezoelektrik dalam kristal kuarsa dan mengembangkan nilai konstanta piezo-listrik.
1917Osilator dikembangkan oleh Alexander Nicholson dari Bell Laboratories menggunakan Rochelle Salt dan mematenkan idenya pada tahun 1918.
1918

Paul Langevin menyelidiki penggunaan pelat yang dipotong dari kristal kuarsa untuk mengembangkan sistem sonar awal untuk mendeteksi kapal selam. Sistem tidak disempurnakan sampai setelah 1918.

Untuk pekerjaan ini, Langevin menggunakan pelat kuarsa X-cut untuk menghasilkan dan kemudian mendeteksi gelombang suara dalam air.

1918 - 1921Baik A W Nicholson dari bell Laborites dan Profesor W G Cady dari The Wesleyan University mempelajari osilator listrik piezo.
1921Prof. W. G. Cady dari Universitas Wesleyan mematenkan osilator kristal kuarsa. Untuk paten ini, ia menggunakan resonator kristal kuarsa untuk mengontrol frekuensi osilator. Ia juga menjelaskan penggunaan batang dan pelat kuarsa sebagai standar frekuensi dan filter gelombang. Secara umum diterima bahwa Cady adalah orang pertama yang menggunakan kristal kuarsa untuk mengontrol frekuensi rangkaian osilator.
1923Profesor Harvard, GW Pierce mengembangkan rangkaian osilator kristal yang menempatkan kristal di antara kisi dan anoda katup / tabung vakum. Ini adalah pendahulu dari konfigurasi osilator Pierce.
1925Westinghouse memasang osilator kristal untuk osilator utama stasiun siaran KDKA.
1925Sirkuit ekuivalen untuk resonator kristal kuarsa dikembangkan oleh Van Dyke.
1926Banyak stasiun pemancar lain menggunakan osilator yang dikontrol kristal untuk mengontrol frekuensi sinyalnya. Ketika penetapan saluran mulai menjadi lebih dekat karena lebih banyak stasiun mulai menyiarkan, kebutuhan untuk kontrol frekuensi yang lebih dekat menjadi penting.
1926Kristal potong Y pertama kali ditemukan dan digunakan. Sampai saat ini, kristal kuarsa potongan X adalah satu-satunya bentuk yang digunakan. Diketahui bahwa meskipun kristal potongan X memiliki koefisien suhu sekitar -20ppm / ° C dan kristal potongan Y menunjukkan koefisien suhu sekitar + 100ppm / ° C, hal itu menunjukkan bagaimana potongan yang berbeda dapat menunjukkan koefisien suhu yang berbeda.
Sekitar 1926Para peneliti radio amatir mulai menggunakan kristal kuarsa untuk osilator utama di pemancar mereka. Osilator ini memungkinkan output yang lebih tinggi diperoleh dari osilator jika dibandingkan dengan osilator yang disetel LC yang berarti bahwa lebih sedikit katup / tabung yang diperlukan dalam desainnya. Dengan biaya yang terkait dengan katup / tabung pada saat itu sedang tinggi, ini adalah pertimbangan utama. Kristal kuarsa juga memberikan sinyal yang jauh lebih stabil.
1927Standar osilator kristal kuarsa pertama yang dikembangkan oleh Warren Marrison dari Bell Laboratories.
1934Pemotongan AT dan BT untuk resonator kristal kuarsa pertama kali terlihat. Pemotongan ini ditemukan secara independen oleh Lack, Willard dan Fair di AS, Koga di Jepang, dan Bechmann dan Straubel di Jerman.
1950Proses hidrotermal untuk menumbuhkan kristal kuarsa dalam skala komersial dikembangkan di Bell Laboratories.
1956Kuarsa yang ditanam secara sintetis tersedia secara luas.
1968Juergen Staudte dari North American Aviation menemukan proses fotolitografik untuk pembuatan osilator kristal kuarsa. Ini memungkinkannya dibuat cukup kecil untuk produk portabel seperti jam tangan.
1974Kristal kuarsa potong SC diteorikan oleh R Holland. Konsep tersebut tidak direalisasikan pada tahap ini tetapi hanya diusulkan dalam teori.
1976Kristal potongan SC pertama tersedia. Mereka digunakan terutama untuk osilator kristal yang dikendalikan oven karena mereka memiliki koefisien suhu optimal pada suhu di mana osilator yang dikendalikan oven ini beroperasi.

Konstruksi resonator kristal kuarsa awal

Kristal kuarsa modern sekarang menggunakan teknik pembuatan yang sangat canggih. Di beberapa area mereka memiliki kemiripan dengan fabrikasi semikonduktor. Keduanya menggunakan teknik seperti etsa kimia untuk mendapatkan akurasi tertinggi.

Saat ini, kristal kuarsa modern terkandung dalam kemasan yang tertutup rapat untuk memastikan tingkat penuaan terendah.

Namun, ini tidak selalu terjadi, dan kristal kuarsa awal diadakan di antara dua pelat bermunculan yang tidak tertutup rapat sama sekali.

Dengan unit kristal kuarsa yang lebih tua, dimungkinkan untuk membongkar hanya dengan melepaskan beberapa sekrup. Meskipun mereka mungkin telah dilindungi dari debu besar dan barang-barang lainnya, mereka tidak tersegel dari atmosfer dan akibatnya spesifikasi seperti penuaan tidak akan sebagus resonator kristal modern.

Bahkan mungkin untuk mengeluarkannya dari pegangannya dan menanganinya. Meskipun dapat dibersihkan dengan pelarut organik, hal ini tetap mengakibatkan bahan kimia memasuki kisi kristal dan menyebabkan perubahan frekuensi.

Menyesuaikan frekuensi beberapa resonator kristal lama

Namun, satu keuntungannya adalah dimungkinkan untuk "mengubah" frekuensi. Ditemukan bahwa tanda pensil kecil (grafit) pada kristal akan sedikit menurunkan frekuensinya.

Meskipun teknologi resonator kristal kuarsa tidak memiliki investasi dari teknologi terkait elektronik lainnya seperti silikon dan sirkuit terintegrasi, teknologi ini memainkan peran yang sangat penting dalam industri elektronik. Perkembangan terus dilakukan dan tanggal tambahan akan ditambahkan ke garis waktu seiring berjalannya sejarah.


Tonton videonya: Apa itu Kristal Quartz??? (September 2021).