水晶振動子
水晶振動子・水晶発振子とは？
水晶振動子は、水晶（石英）の圧電効果を利用して高い周波数精度の発振を起こす際に用いられる受動部品です。また、「水晶発振子」とも呼ばれることもあります。水晶振動子は現代のエレクトロニクスには欠かせない部品で、通信機器やテレビ、ビデオ、デジタルカメラ、パソコン、時計など、幅広い分野で使用されています。
水晶振動子の原理
水晶振動子は、圧電体である水晶の結晶をごく薄い板状の切り出した切片の両側に電極を取り付けたもので、電圧を加えると振動します。水晶は、互いに直角な方向にX、Y、Zの結晶軸を持っています。その軸に対してある一定の角度で板状に切り出すと、周波数-温度特性がよく、安定して振動する水晶片が得られます。
水晶振動子の選び方
水晶振動子を選ぶ際には、次のようなポイントをチェックして選んでください。
- 水晶周波数 - 受信する周波数に合わせて適切な水晶周波数を選ぶ
- 直列・並列共振モード - 回路内での抵抗性に関わる
- 負荷容量・周波数可変幅 - 並列共振モードを使用する際に必要で、出力周波数の値に影響を与える
- 直列抵抗の範囲 - 標準的な範囲は25Ω～100Ω
- 水晶電極・ホルダ・リードの容量 - 標準的な値は2pF～7pF
- 励振レベル - 製品に設定された最大励振レベルを越えると水晶振動子が壊れてしまうことがある
水晶振動子の役割
水晶振動子の役割は主に2つあります。1つ目は安定した周波数を維持することです。精度の高い一定の周波数を生み出すため、この周波数を基準信号として安定した周波数を維持し、それぞれの機器に合った電波の送受信を可能にします。2つ目は規則正しい基準信号を作り出すことです。パソコンでは、CPUやメモリーなど、それぞれがうまくタイミングを合わせて作動しないと、正常な動作ができません。水晶振動子を使用することにより、規則正しい基準信号を作ってタイミングを合わせることが実現できます。
