Kristálykályha

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kristálykályha egy szabályozott hőmérsékletű kamra, mely a kristályoszcillátorok kvarckristályának hőmérsékletét állandó értéken tartja, és ezzel biztosítja a frekvencia stabilitást, függetlenül a környezeti hőmérséklet változásaitól.

Kristálykályha

Az olyan kristályoszcillátort, melyet egy kristálykályha stabilizál, kristálykályha vezérelt oszcillátornak (OCXO) hívnak. A tipikus felhasználásuk rádióadók, és cellás bázis állomások frekvencia jeladóinál található, ahol igen stabil frekvenciára van szükség.

Működés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kristályoszcillátorok rezonátora a kvarckristály, melynek frekvenciája a méreteitől függ. A hőmérséklet változása hatással van a kvarckristályra, kiterjed vagy zsugorodik. A kvarckristály hőmérsékleti együtthatója (hőtágulási együttható) igen kis értékű, de ennek ellenére a hőmérséklet változása hatással van a kvarc méretire, és így a rezgésének frekvenciájára. A kristály-kályha egy termikusan szigetelt kamra, melyben a kristály egy szabályozott hőmérsékletű térben van. A kályhát fűtőelemek fűtik. Mivel az oszcillátor más elektronikus alkatrészei is érzékenyek a hőmérsékletváltozásra, ezért a teljes oszcillátor áramkör a kályhában van. Egy termisztor érzékelő vezérli a fáziszárt hurkot (PLL), mely a fűtőelemeket vezérli. A bekapcsoláskor csak a felmelegedés után áll be a stabil hőmérséklet. [1] A kályha hőmérsékletét arra fokra állítják be, ahol az alkalmazott kristálynak legjobb a hőmérséklet-frekvencia karakterisztikája. Általában 75 °C.[2] , de ez változhat 30 - 80 °C között.[3] A kristályokat általában 0 - 70 °C környezeti hőmérsékletre specifikálják, ipari kivitelű kristályok hőmérséklet tartománya: -40 - +85 °C [4]

Pontosság[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az OCXO oszcillátor rövididejű pontossága: 1x10-12 A hosszúidejű pontosság: 1x10-8 (10 ppb) egy éves időtartamra. Ennél jobb pontosságot csak atomórákkal (atomóra) lehet elérni. Egy másik változat a GPS-vezérelt oszcillátor (GPSDO = GPS disciplined oscillator). Egy GPSDO pontossága/stabilitása: 10-13 Kristály-kályhát optikában is használnak. Nemlineáris optikaban használatos kristályok stabilitása szintén fontos tényező lézeres alkalmazásokban. A személyi számítógépek órajelének stabilitása 10-3. Ha ennél jobb értéket szeretnénk elérni, akkor használható a hálózati idő protokoll (NTP)

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Marvin E., Frerking: Fifty years of progress in quartz crystal frequency standards. (hely nélkül): Institute of Electrical and Electronic Engineers. 1996. 33–46. o.  

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. OCXO. Glossary. Time and Frequency Division, NIST, 2008. április 13. (Hozzáférés: 2008. augusztus 7.)
  2. Temperature Controller for Crystal Oven 091117 freecircuitdiagram.com
  3. EKSMA OPTICS - manufacturer of laser components - Oven for Nonlinear Crystals TK7 091117 eksmaoptics.com
  4. IQXO-350, -350I Commercial Oscillator 091118 surplectronics.com