Les sources d'horloge de l'électronique moderne semblent provenir invariablement des oscillateurs à quartz et MEMS, qui génèrent tous deux des vibrations mécaniquement. L'amplitude et la fréquence des vibrations sont des ordres de grandeur différents des vibrations mécaniques quotidiennes que j'observe dans, disons, les instruments de musique. Néanmoins, il m'étonne que nous n'obtenions pas directement de sources d'horloge dans le domaine électromagnétique, par exemple en utilisant des éléments capacitifs ou inductifs.
Je sais que les inducteurs sont particulièrement difficiles à fabriquer sans pertes parasites. Mais je m'attendrais aussi à ce que les oscillateurs mécaniques ne soient pas idéaux.
Vous pourriez utiliser le retard de propagation de l'électricité, mais il serait alors difficile de fabriquer un petit oscillateur qui fonctionne à des fréquences lentes.
Est-il vraiment vrai que nous pouvons fabriquer des appareils vibrants microscopiques plus idéalement que nous pouvons fabriquer des composants électriques oscillants?
Réponses:
Parce que les appareils mécaniques sont beaucoup plus stables que leurs homologues électriques. Comparons un oscillateur à cristal à un oscillateur LC:
Cristal:
LC ou RC:
Sensible à la tension - la tension de seuil et la tension de charge dans le circuit de rétroaction dépendent généralement de la tension.
Cependant, cela ne signifie pas que les oscillateurs électriques ne sont jamais utilisés, mais simplement qu'ils ne sont pas utilisés là où une grande précision est nécessaire. Ils présentent cependant certains avantages par rapport aux oscillateurs à cristal:
Ils peuvent être facilement intégrés dans un autre CI. De nombreux microcontrôleurs sont désormais livrés avec un oscillateur intégré
Les oscillateurs non mécaniques sont utilisés dans de nombreux appareils, mais pas dans ceux où une synchronisation précise est requise.
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Ce n'est pas vraiment si les inductances et les condensateurs peuvent être fabriqués plus précisément qu'un oscillateur mécanique. Il s'agit de savoir si ces composants peuvent fonctionner de manière stable sur des plages de tension / température. À moins que vous ne vouliez concevoir tous vos circuits pour avoir une référence de tension de bande interdite, un thermomètre et un circuit de chauffage pour maintenir la tension / température constante, vous ne pouvez pas faire en sorte que les inducteurs et les condensateurs fonctionnent n'importe où presque aussi stables qu'un cristal. .
Pour régler un cristal à la bonne fréquence pendant la fabrication, je suppose qu'ils pourraient simplement le polir jusqu'à ce qu'il soit à la bonne taille. Vous pouvez également fabriquer des capuchons et des inductances aussi précis que nécessaire. Le problème est qu'il ne restera pas là.
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