Izvorni kod stranice Kristalni oscilator

{{Infobox electronic component
|name              = Kristalni oscilator
|image             = File:Crystal oscillator 4MHz.jpg
|image_size        = 200
|caption           = Oscilator frekvencije 4 MHz
|type              = [[Elektromehanika|elektromehanička]]
|working_principle = [[piezoelektricitet]], [[rezonancija]]
|invented          = [[Alexander M. Nicholson]]<br>[[Walter Guyton Cady]]
|first_produced    = [[1918]].
| symbol            = [[File:IEEE 315 Fundamental Items Symbols (113).svg|150px|]]
| pins = dva bez polariteta
}}

'''Kristalni oscilator''' je [[Elektronski oscilator|oscilator]] koji koristi [[rezonanca|rezonancu]] vibrirajućeg [[kristal]]a od [[Pijezoelektrični efekt|piezoelektričnog]] materijala, da stvori električni signal sa preciznom [[frekvencija|frekvencijom]].<ref name="Laplante">{{cite book   
  | last = Laplante
  | first = Phillip A. 
  | title = Comprehensive Dictionary of Electrical Engineering
  | publisher = Springer
  | year = 1999
  | location = US
  | pages = 
  | url = https://books.google.com/books?id=soSsLATmZnkC&pg=PA152&dq=electronics+dictionary+%22crystal+oscillator
  | doi = 
  | id = 
  | isbn = 978-3540648352}}</ref> Ova frekvencija se obično koristi za praćenje vremena (kao u kvarcnim ručnim satovima), da obezbedi stabilan signal sata za digitalna integrisana kola, kao i da stabilizuje frekvencije za radio predajnike i prijemnike.

Kristal koji se obično koristi je [[kvarc]]. Kvarcni kristali su proizvedeni za frekvencije od nekoliko desetina kiloherca do nekoliko desetina megaherca. Više od dve milijarde kristala se godišnje proizvede. Najviše se koristi za potrošačke uređaje kao što su ručni satovi, satovi, radio aparati, računari i [[mobilni telefon]]i. Kvarcni kristali se takođe mogu naći unutar testne i mjerne opreme, kao što su brojači, generatori signala i osciloskopi.

Kristali se često koriste za generisanje određenih [[učestanost]]i u [[Elektronsko kolo|elektronskom kolu]].<ref>Gordon McComb i Earl Boysen, Elektronika za neupućene (str. 97), Beograd, 2007.</ref> Kristali i [[rezonator]]i obezbeduju preciznu vremensku bazu za elektronska kola. Kada se koristite sa odgovarajućim oscilatornim kolom, oni generiše niz impulsa, nalik metronomu.<ref>Gordon McComb i Earl Boysen, Elektronika za neupućene (str. 116), Beograd, 2007.</ref>

[[Simboli u elektronici|Simbol]] kristala liči na simbol [[kondenzator]]a, sem što se između pločica nalazi pravougaonik.

== Istorija ==
Piezoelektrični efekt su otkrili [[Žak Kiri|Žak]] i [[Pjer Kiri]] [[1880]]. [[Paul Langevin]] prvi je ispitao [[kvarc]]ne rezonatore za upotrebu u [[sonar]]ima tokom [[Prvi svetski rat|Prvog svetskog rata]]. Prvi kristalno kontrolisani oscilator, koji je koristio kristal [[Rošelova so|Rošelove soli]] (KNaC<sub>4</sub>H<sub>4</sub>O<sub>6</sub>·4H<sub>2</sub>O), napravljen je [[1917]], a patentirao ga je Aleksandar M. Nikolson iz Bel Telefone Laboratories [[1918]]. godine, iako je njegov prioritet osporio Valter Guiton Kadi. Kadi je napravio prvi kvarcni kristalni oscilator [[1921]]. Drugi rani pronalazači kristalnih oscilatora su G. V. Pierce i Louis Esen.

Do [[1926]]. kvarcne kristali su korišteni za kontrolu frekvencije radio-difuznih stanica i bili su popularni kod amaterskih radio operatora. Voren Marison (Bel Telefone Laboratories) je [[1928]]. razvio prvi [[Kvarcni časovnik|kvarcni sat]]. Ovaj izum je zamenio zapinjaču i klatno, oslanjajući se umesto toga na prirodne vibracije koje nastaju u kvarcnom kristalu kao oscilatoru. Ovo je unaprijedilo tačnost do 1 sekunde u 30 godina. Tokom [[Drugi svetski rat|Drugog svetskog rata]] kristali su pravljeni od prirodnog kvarcovog kristala, gotovo svi iz [[Brazil]]a. Nestašice kristala tokom Drugog svetskog rata proizvele su potražnju za preciznom kontrolom frekvencije vojnih i pomorskih radija i [[radar]]a i podstakle posleratno istraživanje pravljenja sintetičkog kvarca, a od [[1950]]. hidrotermalni proces za pravljenje kvarcnih kristala na komercijalnom nivou je razvijen u Bel Laboratories. Do [[1970]]. praktično svi kristali korišćeni u elektronici su bili sintetički. Iako kristalni oscilatori i dalje najčešće koriste kvarcne kristale, uređaji koji koriste druge materijale su sve češći, kao što su [[Keramika (materijal)|keramički]] rezonatori.

== Princip rada ==
{{main|Rezonancija|Piezoelektricitet}}
Kada [[kristal]] [[kvarc]]a iseče se na određenu debljinu, [[Oscilacija|osciluje]] na određenoj [[učestalost]]i. Kristali se koriste u električnim kolima koja se zovu [[oscilator]]i, koja generišu električne signale na određenoj frekvenciji.<ref name="McComb i Earl Boysen 2007">Gordon McComb i Earl Boysen, Elektronika za neupućene (str. 99), Beograd, 2007.</ref>  Frekvencija kristala izražava se [[megaherc]]ima (MHz). Kristali imaju dva izvoda za povezivanje sa električnim kolima i mogu se nabaviti u različitim oblicima.<ref name="McComb i Earl Boysen 2007"/>

Rezonantna frekvencija zavisi od veličine, oblika, elastičnosti i brzine zvuka u materijalu. Skoro svaki predmet od elastičnog materijala može da se koristi kao kristal, sa odgovarajućim transduktorom, jer svi materijali imaju prirodne rezonantne frekvencije. Na primer, [[čelik]] je veoma elastičan i ima veliku brzinu zvuka. Često se koristio u mehaničkim filtrima pre kvarca.

Visoko-frekventni kristali se obično seku u obliku jednostavne, pravougaone ploče. Nisko-frekventni kristali, kao što su oni koji se koriste u digitalnim satovima, obično se seki u obliku zvučne viljuške. Za primjene kad nije potrebna visoka preciznost, jeftiniji keramički rezonator se često koristi umesto kvarcnog kristala.

== Temperaturni efekti ==

Kristalove frekvenciske karakteristike zavise od oblika kristala. Kristali u obliku zvučne viljuške obično se sijeku tako da njihova zavisnost frekvencije u odnosu na temperaturu je parabolična kriva centrirana oko 25&nbsp;°C . To znači da će kristalni oscilatori u obliku zvucne viljuške da rezonuju blizu svoje ciljane frekvencije na sobnoj temperaturi, ali će usporiti kada se temperatura ili povećava ili smanjuje u odnosu na sobnu temperaturu. Za njih su na 32 KHz uobičajni parabolički koeficijenti -0.04 ppm/°C².
 
U realnom upotrebi, to znači da sat izgrađen korišćenjem regularnog 32&nbsp;kHz kristala u obliku zvučne viljuške, će zadržati dobro vrijeme na sobnoj temperaturi, izgubiti 2 minuta godišnje na 10&nbsp;°C iznad (ili ispod) sobne temperature i izgubiti 8 minuta godišnje na 20&nbsp;°C iznad (ili ispod) sobne temperature, zbog osobina kvarcnog kristala.

== Literatura ==
* {{Cite book|ref=harv|last=Rohde|title=Microwave|url=https://archive.org/details/microwavewireles0000rohd|first=Ulrich L. and Wireless Synthesizers: Theory and Design|publisher=John Wiley & Sons|year=1997|isbn=978-0-471-52019-1|pages=}}

== Izvori ==
{{Izvori|2}}

== Povezano ==
* [[Elektronske komponente]]
* [[Elektronsko kolo]]

== Spoljašnje veze ==
{{Commonscat|Crystal oscillators}}

{{Elektronika}}

[[Kategorija:Oscilatori]]
[[Kategorija:Elektronske komponente]]