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수정진동자
水晶振動子 (quartz unit)
수정편을 전극과 같이
지지하고, 용기에 봉입한 것 (한국공업규격)
수정을 그 결정축에 대해 특정한 방향으로 절단하여 만든 얇은 조각의 양면에 도체(導體)
전극을 단 것. 여기에 전압을 걸면 전기일그러짐효과에 의해 변형력이 더해져서 진동이 일어난다. 진동이 일어나면 압전효과(壓電效果)에 의해 전극에
전압이 유발된다. 그 진동수는 수정의 역학적 성질이나 크기에 따라 정해지며, 일반적으로 온도 등의 변화에 대해 안정하고 Q값도 매우 높다.
이 성질을 이용해서 안정한 발진기나 필터를 만들 수 있다.
- 두산세계대백과 EnCyber -
수정발진기 水晶發振器 (Crystal Oscillator)
수정 결정의 압전현상(壓電現象)을 이용한 수정진동자를 발진주파수의 제어소자로 사용하여 안정도가 높은
발진주파수를 얻는 발진기(진동전류를 발생시키는 것).
수정의 결정체에서 적절하게 끊어낸 수정편의 양면에 전극을 설치하고 전극간에 교류를 통할
때 그 주파수가 수정편의 기계적 고유진동과 일치하면 공진(共振)을 일으킨다. 이 때 전극간의 전기임피던스는 일종의 전기적인 직렬공진회로와 같은
특성을 나타내고, 그 공진주파수는 수정편의 종류 ·모양 ·크기 등으로 결정되는 기계적 고유진동주파수로 결정되며, 그 값은 매우 커서 수만~수십
만에 이른다.
이와 같은 수정의 진동판을 수정진동자라 하며, 수정판을 끊어내는 방법에 따라 진동자태(振動姿態)가 다른 여러
종류를 얻는다. 이와 같은 수정진동자를 전기적 공진회로로 사용한 발진기는 그 발진주파수가 수정진동자의 고유주파수에 따라 결정되기 때문에 매우
안정한 주파수를 가지게 된다. 보통의 발진기에서는 발진기에 사용하는 인덕터(inductor)나 콘덴서가 변형하거나 전원전압이 변동하면 발진주파수가
변동한다. 수정발진기 회로의 대표적인 예로 피어스(Pierce) 수정제어발진기가 있다.
수정진동자는 그 직렬 공진주파수에서
임피던스가 최소로 되고 따라서 귀환이 최대로 되어 발진이 일어난다. 저항 R 1 , R 1 , R E는 안정화 직류 바이어스(bias)회로이다.콘덴서
C E 는 이미터(emitter)저항의 교류 바이패스용이고 RFC 코일은 직류바이어스를 줌과 동시에 전원의 교류신호가 출력신호에 영향을 주지
않도록 한다. 결합콘덴서 C C는 컬렉터(collector)와 베이스(base) 사이에 직류를 차단하며, 회로의 동작주파수에 있어서 그의 임피던스는
무시할 수 있다. 수정진동자를 항온조에 넣어 온도를 일정하게 유지하면 주파수 안정도는 더욱 향상된다.
수정발진기의 주파수
안정도는 10-6 이상에 달하고 있다. 일반적으로 무선통신에 사용되는 전파의 주파수는 다른 방송국에 방해가 되지 않도록 10 -4∼10 -5의
안정도가 요구된다. 따라서 송신기의 중심주파수를 결정하는주발진기는 대부분 수정발진기가 사용된다.
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수정여파기
水晶濾波器 (Crystal
filter)
수정진동자의 예리한 공진성(共振性)을 이용해서, 특정 주파수의 고주파를 꺼내는 장치.
수정편(水晶片)에 2쌍의 전극을 장치하고, 한쪽에 고주파를 가하면, 그 주파수가 수정편의 고유 진동수와 같으면 큰 진동이 일어나는데,
그 진동에 의해서 다른 쪽의 전극에 전압이 나타난다. 수정편의 Q값은 일반적으로 높으므로 그 이외의 주파수로는 거의 출력이 나타나지 않으며
예리한 차단특성을 얻을 수가 있다.
