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水晶振動子は、水晶の圧電特性を利用して、非常に安定した高い精度で一定の周波数を生み出す受動素子です。セラミックベースというケースの中に、水晶を所定の厚み、サイズにカット研磨して電極を蒸着し、不活性ガスを充填して金属カバーをして密封した構造です。構造は簡単ですが、この素板を加工する技術は非常に難しく、技術力が問われるところです。
ATカット素板の周波数と厚みの関係はこのような式で表されます。
水晶素板の周波数(kHz)=水晶の厚み(㎜)/1670
周波数が高いほど素板の厚みは薄くなります。
素板の厚みは薄いものすなわち周波数の高いもので10μM(1㎜の1/1000)です。
水晶振動子は発振回路を持たないため、水晶振動子単体では電波(周波数)も信号も出力することができません。
水晶振動子と発振させるための回路を組み合わせてワンパッケージ化したものが、水晶発振器です。
これにより目的の周波数を発振することができます。また、電圧により周波数を可変できるようにしたり、水晶が温度から受ける影響を電気的に補正したりと周波数の安定度を大きく向上させたものです。