Terdapat pelbagai resonator yang digunakan untuk sejumlah besar aplikasi dalam bidang Elektronik. Dalam senarai resonator tersebut, dua bahan yang digunakan terutamanya ialah kristal kuarza dan Keramik (membuat Keramik Resonator). Kristal kuarza digunakan dalam Crystal Oscillator dan Ceramic digunakan di Ceramic Resonator. Kedua-duanya mempunyai tujuan yang sama untuk menghasilkan frekuensi ayunan dengan bergetar ketika voltan input diberikan kepada mereka. Tetapi mereka berdua mempunyai beberapa perbezaan juga, yang memisahkan mereka & sebagai hasilnya, mereka mempunyai aplikasi yang berbeza.
Apa itu Crystal Oscillator?
An pengayun adalah litar yang menjana frekuensi dengan bantuan litar ditala & frekuensi yang dihasilkan dikenali sebagai berayun kekerapan. Begitu juga, pengayun kristal adalah litar elektronik atau peranti yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi stabil dengan bantuan kristal dan bukannya litar yang diselaraskan. Kristal apabila bergetar, ia bertindak seperti resonator & hasilnya menghasilkan frekuensi berayun. Litar resonator menggunakan kristal untuk menghasilkan ayunan, yang membawa nama sebagai Crystal Oscillator. Simbol & litar pengayun kristal adalah seperti di bawah:
Ketahui lebih lanjut mengenai kristal kuarza dan pengayun kristal di sini.
Apa itu Resonator Seramik?
Mirip dengan Crystal Oscillator, Ceramic Resonator juga merupakan rangkaian elektronik atau peranti yang digunakan untuk menghasilkan output frekuensi ayunan dengan bantuan Ceramic sebagai bahan piezoelektrik yang beresonansi. Bahan boleh mempunyai dua atau lebih elektrod yang apabila disambungkan ke litar pengayun mendapat getaran mekanik & sebagai hasilnya isyarat berayun dari frekuensi tertentu dihasilkan. Litar untuk resonator serupa dengan Crystal Oscillator dan seperti di bawah:
Semasa resonator berfungsi, getaran mekanikal menghasilkan voltan berayun kerana bahan piezoelektrik iaitu seramik dan voltan berayun kemudiannya dilekatkan pada elektrod sebagai output. Konsep songsang digunakan sekiranya berlaku kesan Piezoelektrik terbalik.
Crystal Oscillator Vs Resonator
Walaupun keduanya memiliki prosedur kerja yang sama & menghasilkan osilasi frekuensi sebagai output, mereka mempunyai beberapa perbezaan sifat kerana osilator telah menggantikan resonator dalam banyak kasus, yaitu:
- Julat Frekuensi - Pengayun Kristal mempunyai faktor Q yang jauh lebih tinggi daripada Keramik Resonator kerana Crystal Oscillator mempunyai julat frekuensi 10 kHz - 100 MHz sementara julat frekuensi resonator seramik bervariasi dari 190 kHz - 50 MHz
- Output - Crystal Oscillator memberikan output frekuensi kestabilan tinggi dan resonator Keramik juga memberikan output kestabilan yang tidak begitu baik jika dibandingkan dengan Crystal Oscillator. Dari segi ketepatan frekuensi output, Crystal Oscillator memberikan output yang jauh lebih tepat daripada resonator Keramik yang parameternya seperti suhu adalah elemen sensitif. Ketepatan untuk pengayun adalah 10ppm-1000ppm sementara untuk resonator adalah 0.1% - 1%.
- Kesan disebabkan oleh Parameter - Untuk resonator Keramik, ketebalan bahan seramik akan menentukan frekuensi resonan output manakala bagi Osilator Kristal output frekuensi resonan bergantung pada ukuran, bentuk, keanjalan & kelajuan suara dalam bahan. Crystal Oscillator mempunyai kebergantungan yang sangat rendah pada suhu iaitu mereka sangat stabil walaupun dengan perubahan suhu dan resonator seramik sedikit lebih bergantung pada suhu daripada Crystal Oscillator. Untuk Quartz Crystal Oscillator, ciri keluaran bergantung pada mod getaran dan sudut di mana kristal dipotong semasa di resonator terutamanya ketebalannya penting.
- Toleransi & Sensitiviti - Crystal Oscillator mempunyai toleransi yang lebih rendah terhadap kejutan & getaran sementara resonator seramik mempunyai toleransi yang tinggi secara relatif. Pengayun kristal mempunyai toleransi ESD (Pelepasan Elektrostatik) rendah sementara resonator seramik mempunyai toleransi ESD yang tinggi. Pengayun lebih sensitif daripada resonator, kepekaan dapat dibandingkan dari segi radiasi. Quartz mempunyai toleransi frekuensi 0.001%, sementara PZT mempunyai toleransi 0.5%.
- Ketergantungan Kapasitor - Resonator mungkin mempunyai kapasitor dalaman atau memerlukan luaran kadang-kadang sementara Pengayun memerlukan kapasitor luaran dan nilainya bergantung pada kristal apa yang dirancang untuk berfungsi.
- Bahan yang Digunakan - Crystal Oscillator terdiri dari Quartz sebagai bahan resonator piezoelektrik sementara resonator Keramik terbuat dari Lead Zirconium Titanate (PZT), yang terkenal sebagai bahan seramik piezoelektrik yang stabil. Crystal Oscillator sukar dihasilkan manakala resonator seramik senang dihasilkan.
- Aplikasi - Resonator seramik digunakan dalam aplikasi mikropemproses di mana kestabilan frekuensi tidak penting sedangkan Crystal Oscillator boleh didapati di semua perkara dari televisyen hingga mainan kanak-kanak yang mempunyai komponen elektrik. Resonator baik untuk komunikasi port bersiri berkelajuan rendah sementara pengayun kristal mempunyai frekuensi yang tersedia untuk menyokong komunikasi bersiri berkelajuan tinggi juga. Resonator tidak mempunyai frekuensi yang tersedia untuk komunikasi port bersiri berkelajuan tinggi. Dari segi aplikasi berdasarkan jam, Resonator tidak begitu sesuai untuk Jam Masa Nyata / jam / jam dinding sementara pengayun mungkin sesuai untuk penjagaan waktu / RTC / jam dinding jika diselaraskan dengan kapasitor berubah, jangkakan beberapa minit drift setahun jika tidak ditala.