Что такое кварцевые резонаторы?

Наиболее распространенным материалом, обладающим пьезоэлектрическими свойствами, является кварц. Кварцевый резонатор представляет электромеханический элемент, вырезанный из кристалла природного или искусственного кварца под определенными углами относительно кристаллографических осей: электрической Х, механической У и оптической Z. Ориентация элемента относительно этих осей называется срезом. Работа резонатора основана на использовании прямого и обратного пьезоэлектрическом эффектах, открытых в 1880 году Пьером и Жаком Кюри. Прямой эффект заключается в возникновении на поверхности элемента электрических зарядов при воздействии механических нагрузок. Обратный эффект состоит в изменении формы элемента при помещении его в электрическое поле. Несмотря на малые величины возникающих деформаций (кварцевая пластинка длиной 1 см при помещении в электрическое поле с напряженностью 100 В/см удлиняется на 2,25^.10^–4 мкм), возникающие при этом напряжения можно использовать на практике. При воздействии на резонатор напряжения с частотой, равной или близкой к частоте его собственных колебаний, в нем возникают резонансные механические колебания. Благодаря прямому пьезоэффекту в резонаторе появляются электрические колебания, оказывающие воздействие на электрическую цепь так, что частота колебаний в этой цепи стабилизируется частотой собственных механических колебаний резонатора, определяемой его физическими свойствами и размерами.

Для возбуждения колебаний к резонатору подводится через электроды переменное напряжение. За счет обратного пьезоэффекта резонатор начинает колебаться, форма его меняется.