Thạch Anh
Thạch anh là gì?
Thạch anh được gọi là băng tinh, không tan thành nước, trông trong suốt như pha lê, có một đặc tính đáng chú ý: Nó bao giờ cũng mát lạnh khi ta cầm lên tay.
Vậy nó có chức năng gì ở điện tử?
Câu trả lời là nó được sử dụng để làm thạch anh điện tử, Thạch anh điện tử là một linh kiện làm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và chính xác. Linh kiện thạch anh làm việc dựa trên hiệu ứng áp điện. Hiệu ứng này có tính thuận nghịch. Khi áp một điện áp vào 2 mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng. Ngược lại, khi tạo sức ép vào 2 bề mặt đó, nó sẽ phát ra điện áp.
Lịch sử của của thạch anh
Những tinh thể thạch anh đầu tiên được sử dụng bởi chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa là chúng chuyển các dao động cơ khí thành điện áp và ngược lại, chuyển các dao động cơ khí thành các xung điện áp. Tính chất áp điện này được Jacques Curie phát hiện năm 1880 và từ đó chúng được sử dụng vào trong các mạch điện tử do tích chất hữu ích này. Đặc tính quan trọng của tinh thể thạch anh là nếu tác động bằng các dạng cơ học đến chúng (âm thanh, sóng nước...) vào tinh thể thạch anh thì chúng sẽ tạo ra một điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng, do đó chúng được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực. Chẳng hạn kiểm soát những sự rung động trong các động cơ xe hơi để kiểm soát sự hoạt động của chúng.
Lần đầu tiên Walter G. Cady ứng dụng thạch anh vào một bộ kiểm soát dao động điện tử vào năm 1921. Ông công bố kết quả vào năm 1922 và đến năm 1927 thì Warren A. Marrison đã ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển sự hoạt động của các đồng hồ.
Nguyên lí hoạt động của thạch anh
Như vậy nếu ta đặt một điện áp xoay chiều vào thì nó sẽ biến dạng theo tần số của điện áp đó. Khi thay đổi đến một tần số nào đó, thì nó sẽ cộng hưởng.Mạch tương đương của nó gồm một L và một C nối tiếp với nhau. Cả cụm ấy song song với một C khác và một R cách điện. Tần số cộng hưởng của Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng và kích thước của nó. Mỗi tinh thể thạch anh có 2 tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng nối tiếp, và tần số cộng hưởng song song. Hai tần số này khá gần nhau và có trị số khá bền vững, hầu như rất ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường bên ngoài. Ngoài ra, hệ số phẩm chất của mạch cộng hưởng rất lớn, nên tổn hao rất thấp.
Ứng dụng của thạch anh
Mạch Dao động Thạch anh:
Cho ra tần số rất ổn định, sử dụng rất nhiều trong các đồng hồ điện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn...), trong các thiết bị đo lường điện tử (tạo xung chuẩn), trong mạch đồng bộ màu của TV, VCR, trong các thiết bị tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ điện tử như Piano điện, organ...
Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh:
Sử dụng nhiều trong các mạch khuếch đại trung tần của các máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio...Ngày nay, mọi máy tính dù hiện đại nhất cũng vẫn sử dụng các bộ dao động tinh thể để kiểm soát các bus, xung nhịp xử lý (Trên các mạch arduino cũng có con thạch anh, chắc chức năng là đây).
Một số linh kiện điện tử cơ bản khác:
+ Tụ điện.
+ Rơ le.
+ Pin.
+ Led.
