エレクトロニクスの分野では、膨大な数のアプリケーションに使用されるさまざまな共振器があります。これらの共振子のリストでは、主に使用される2つの材料は、水晶振動子とセラミック（セラミック共振子を作成）です。水晶発振器には水晶が使用され、セラミック共振子にはセラミックが使用されています。どちらも、入力電圧が与えられたときに振動して発振周波数を発生させるという同じ目的を持っています。しかし、それら2つにもいくつかの違いがあり、それがそれらを分離し、その結果、それらは異なるアプリケーションを持っています。
水晶発振器とは何ですか？
発振器の助けを借りて周波数を生成する回路である同調回路と生成された周波数を発振周波数として知られています。同様に、水晶発振器は、同調回路の代わりに水晶の助けを借りて安定した周波数を生成するために使用される電子回路またはデバイスです。水晶は振動すると共振器のように機能し、その結果、振動周波数を生成します。共振器回路は水晶を使用して発振を生成し、水晶発振器と呼ばれるようになりました。水晶発振器の記号と回路は次のとおりです。
クォーツクリスタルと水晶発振器の詳細については、こちらをご覧ください。
セラミック共振子とは何ですか？
水晶発振器と同様に、セラミック共振子も、共振圧電材料としてのセラミックの助けを借りて発振周波数の出力を生成するために使用される電子回路またはデバイスです。材料は、発振回路に接続されると機械的振動を受け、その結果、特定の周波数の発振信号が生成される2つ以上の電極を持つことができます。共振器の回路は水晶発振器の回路と似ており、以下のようになります。
共振器が動作しているとき、機械的振動は圧電材料、すなわちセラミックによって発振電圧を生成し、発振電圧は出力として電極に接続されます。逆圧電効果の場合は、逆の概念が使用されます。
水晶発振器と共振器
どちらも同じ作業手順を持ち、出力として周波数発振を生成しますが、多くの場合、発振器が共振器に取って代わったため、特性にいくつかの違いがあります。
- 周波数範囲-水晶発振器はセラミック共振子よりもはるかに高いQ値を持っているため、水晶発振器の周波数範囲は10 kHz〜100 MHzの範囲であり、セラミック共振子の周波数範囲は190 kHz〜50MHzの範囲です。
- 出力-水晶発振器は高い安定周波数出力を提供し、セラミック共振子は水晶発振器と比較してそれほど良くない安定出力も提供します。出力周波数の精度に関しては、水晶発振器は、温度などのパラメータが敏感な要素であるセラミック共振子よりもはるかに正確な出力を提供します。発振器の精度は10ppm〜1000ppmですが、共振器の精度は0.1％〜1％です。
- パラメータによる影響-セラミック共振子の場合、セラミック材料の厚さが出力共振周波数を決定しますが、水晶発振器の場合、共振周波数出力は、材料内の音のサイズ、形状、弾性、および速度に依存します。水晶発振器は温度依存性が非常に低く、温度が変化しても安定性が高く、セラミック共振子は水晶発振器よりも温度依存性が少し高くなります。水晶発振器の場合、出力特性は振動モードと水晶が切断される角度に依存しますが、共振器では主に厚さが重要です。
- 許容誤差と感度-水晶発振器は衝撃と振動に対する耐性が低く、セラミック共振子は比較的高い耐性があります。水晶発振器はESD（静電放電）耐性が低く、セラミック共振子はESD耐性が高くなっています。発振器は共振器よりも感度が高く、感度は放射の観点から比較できます。クォーツの周波数許容誤差は0.001％ですが、PZTの許容周波数は0.5％です。
- コンデンサの依存性-発振器には外部コンデンサが必要であり、その値はどの水晶が動作するように設計されているかによって異なりますが、共振器には内部コンデンサがある場合や外部コンデンサが必要な場合があります。
- 使用材料-水晶発振器は圧電共振子材料として石英で構成され、セラミック共振子は高安定圧電セラミック材料として知られているチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）で構成されています。水晶発振器は製造が困難ですが、セラミック共振子は製造が容易です。
- アプリケーション–セラミック共振子は、周波数の安定性が重要ではないマイクロプロセッサアプリケーションで使用されますが、水晶発振器は、テレビから電気部品を備えた子供のおもちゃまで、あらゆるものに使用されています。共振器は低速シリアルポート通信に適していますが、水晶発振器には高速シリアル通信をサポートするために使用できる周波数があります。共振器には、高速シリアルポート通信に使用できる周波数がありません。クロックベースのアプリケーションの観点から、レゾネーターはリアルタイムクロック/タイムキーピング/ウォールクロックにはあまり適していませんが、オシレーターは可変コンデンサーで調整されている場合はタイムキーピング/ RTC /ウォールクロックに適している可能性があり、そうでない場合は年間数分のドリフトが予想されます調整されました。