I. भूमिका
क्रिस्टल ऑसिलेटर, कोर आवृत्ति नियंत्रण घटक के रूप मा, औद्योगिक उपकरण, सुरक्षा निगरानी प्रणाली, चिकित्सा उपकरण, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, स्मार्ट होम उपकरण अऊर अन्य क्षेत्रन मा व्यापक रूप से उपयोग कीन जात हैं। एक मैक्रो दृष्टिकोण से, वैश्विक सूचना बुनियादी ढांचे का निर्माण आंतरिक रूप से क्रिस्टल दोलनकर्ताओं के विकास से जुड़ा अहै। ई लेख क्रिस्टल दोलनकर्ताओं के तकनीकी विकास का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करत है-पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के खोज से लेके नैनो-पैमाने पैकेजिंग- तक, ई बतावत है कि उ चार औद्योगिक क्रांति के माध्यम से मानव तकनीकी प्रगति का कैसे आगे बढ़ाइन हैं।
II. क्रिस्टल ऑसिलेटर का विकास इतिहास
1. तकनीकी प्रबोधन काल
1880 मा, भाई जैक्स अऊर पियरे क्यूरी ने पता लगावा कि क्वार्ट्ज क्रिस्टल प्लेटन पर यांत्रिक तनाव लगावै से एक विद्युत आवेश विस्थापन पैदा होत है, जेसेपीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव.
पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव सिद्धांत: जब पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पर दबाव डाला जात है, तो एक विद्युत विभव अंतर उत्पन्न होत है (जेकासीधा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव). उल्टा, वोल्टेज लगावै से यांत्रिक तनाव पैदा होत है (उल्टा पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव). अगर दबाव मा उच्च-आवृत्ति कंपन शामिल है, तौ ई उच्च-आवृत्ति विद्युत धारा उत्पन्न करत है। जब उच्च-आवृत्ति विद्युत संकेत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर लागू कीन जात हैं, तौ उ उच्च-आवृत्ति ध्वनिक संकेत (यांत्रिक कंपन) पैदा करत हैं, जेका आमतौर परअल्ट्रासोनिक संकेत.
1918 मा, पॉल लैंगविन पनडुब्बी के पता लगावै के लिए प्रारंभिक सोनार प्रणाली विकसित करै के लिए क्वार्ट्ज क्रिस्टल प्लेटन का उपयोग करै के शोध किहिन। यहिमा शोर दिशा खोज, प्रतिध्वनि रेंजिंग, सोनार पल्स डिटेक्शन, लक्ष्य पहचान अऊर टारपीडो चेतावनी सहित सामरिक आवश्यकताओं का पूरा करै के लिए व्यापक सूचना प्रसंस्करण अऊर केंद्रीकृत नियंत्रण के लिए कईयो सोनार कार्यन का एकीकृत करब शामिल रहा। लैंगेविन ने पानी के नीचे ध्वनि तरंगन का उत्पन्न अऊर पता लगावै के लिए X-कट क्वार्ट्ज प्लेटन का उपयोग किहिन।
1921 मा, वेस्लेयन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर डब्ल्यूजी कैडी ने क्वार्ट्ज क्रिस्टल ऑसिलेटर का पेटेंट करावा। उनकर पेटेंट दोलन आवृत्ति का नियंत्रित करै के लिए क्वार्ट्ज क्रिस्टल अनुनादक का उपयोग करत रहा अऊर क्वार्ट्ज बार/प्लेट का आवृत्ति मानक अऊर फिल्टर के रूप मा वर्णित करत रहा। यहिसे, कैडी का व्यापक रूप से दोलन सर्किट मा आवृत्ति नियंत्रण के लिए क्वार्ट्ज क्रिस्टल का उपयोग करै वाले पहिला के रूप मा पहचाना जात है।
1923 मा, हार्वर्ड के प्रोफेसर जीडब्ल्यू पियर्स ने एक क्रिस्टल ऑसिलेटर सर्किट विकसित किहिन जवन क्रिस्टल का एक वैक्यूम ट्यूब वाल्व के ग्रिड अऊर एनोड के बीच रखत है, जवन पियर्स ऑसिलेटर विन्यास के अग्रदूत है।
1925 मा, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक ने अपने रेडियो स्टेशन केडीकेए के लिए मुख्य दोलनकर्ता के रूप मा एक क्रिस्टल दोलनकर्ता स्थापित किहिन।
वैन डाइक ने क्वार्ट्ज क्रिस्टल अनुनादक के लिए समकक्ष सर्किट मॉडल विकसित किहिन। ई सर्किट मा दुई गुंजयमान आवृत्ति हैं:श्रृंखला गुंजयमान आवृत्ति (एफएस), जहाँ Lg-Cg-Rg शाखा प्रतिध्वनित होत है, अऊर …समानांतर अनुनाद आवृत्ति (एफपी), समग्र परिपथ अनुनाद। चूंकि Cg < C0, ई आवृत्ति बहुत करीब हैं। प्रतिक्रिया - आवृत्ति विशेषता fs अऊर fp के बीच आगमनात्मक व्यवहार अऊर कहीं अउर कैपेसिटिव व्यवहार देखावत है।
1926 मा, Y-कट क्रिस्टल खोजा गा अऊर उपयोग कीन गा। तब तक, केवल X-कट क्वार्ट्ज क्रिस्टल का उपयोग कीन जात रहा। जबकि X-कट क्रिस्टल मा ~-20ppm/ डिग्री का तापमान गुणांक रहा, Y-कट क्रिस्टल ~+100ppm/ डिग्री प्रदर्शित किहिन, जेसे पता चलत है कि अलग-अलग क्रिस्टल कट अलग-अलग तापमान गुणांक पैदा कइ सकत हैं।
1927 मा, बेल लैब्स के वारेन मैरिसन ने पहिला क्वार्ट्ज क्रिस्टल ऑसिलेटर मानक विकसित किहिन।
1928 मा, वारेन मैरिसन ने बेल टेलीफोन प्रयोगशालाओं मा पहिला क्वार्ट्ज क्रिस्टल घड़ी बनाई। क्वार्ट्ज घड़ियन ने दुनिया के सबसे सटीक टाइमकीपर (परमाणु घड़ियन तक) के रूप मा सटीक पेंडुलम घड़ियन के जगह लीन।
परमाणु घड़ियाँसमय के लिए परमाणु ऊर्जा अवशोषण/रिलीज के दौरान उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगन का उपयोग करा, 20 मिलियन साल प्रति ~1 सेकंड त्रुटि के परिशुद्धता प्राप्त करब-वर्तमान मा दुनिया के सबसे सटीक समय निर्धारण उपकरण।
1934 मा, एटी- अऊर बीटी-कट क्वार्ट्ज क्रिस्टल अनुनादक उभरे, जेका लैक/विलार्ड/फेयर (यूएसए), कोगा (जापान) अऊर बेकमैन/स्ट्रॉबेल (जर्मनी) द्वारा स्वतंत्र रूप से खोजा गा रहा।
2. आर एंड डी अवधि: क्रिस्टल ऑसिलेटर का बड़े पैमाने पर उत्पादन
1950 मा, परमाणु घड़ियन का विकास कीन गा रहा। क्वार्ट्ज घड़ियन ने 30 साल (30ms/yr) मा 1 सेकंड के अधिकतम सटीकता हासिल कीन। बेल लैब्स ने वाणिज्यिक - पैमाने पर क्वार्ट्ज क्रिस्टल विकास के लिए एक हाइड्रोथर्मल प्रक्रिया का अग्रणी बनावा।
3. विकास अवधि: बैच उत्पादन अऊर सैन्य से नागरिक उपयोग मा बदलाव
1968 मा, उत्तरी अमेरिकी विमानन के जुएर्गन स्टौडटे ने क्वार्ट्ज क्रिस्टल दोलनकर्ताओं के निर्माण के लिए फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया का आविष्कार किहिन, जेहिसे घड़ियन जइसन पोर्टेबल उत्पादन के लिए लघुकरण सक्षम होइ गवा।
1976 मा, पहिला एससी-कट क्रिस्टल उपलब्ध होइ गवा। ओसीएक्सओ ऑपरेटिंग तापमान पर उनके इष्टतम तापमान गुणांक के कारण मुख्य रूप से ओवन-नियंत्रित क्रिस्टल दोलनकर्ताओं (ओसीएक्सओ) में उपयोग कीन जात है।
4. तेजी से विकास अवधि: इलेक्ट्रॉनिक्स मा विविध अनुप्रयोग
1990 से वर्तमान तक, क्वार्ट्ज ऑसिलेटर डीआईपी से छोटे एसएमडी पैकेजन तक विकसित भए हैं, पारंपरिक धातु आवरण से प्लास्टिक / धातु / सिरेमिक एनकैप्सुलेशन में संक्रमण करत हैं। सटीकता अऊर आवृत्ति आवश्यकता बढ़ गै अहै, जेहिसे महीन निर्माण प्रक्रिया के मांग होत अहै। आला उपयोग से 5जी, आईओटी, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, स्मार्ट हेल्थकेयर अऊर बुद्धिमान उपकरणन जइसन विविध क्षेत्रन मा अनुप्रयोगन का विस्तार कीन गा है।
III. सारांस
1880 से 1956 तक के 70+ साल क्वार्ट्ज दोलनकर्ताओं के बुनियादी अवधि का चिह्नित किहिन, जेकर विशेषता क्रांतिकारी आविष्कारन अऊर प्रभावशाली नवाचारियन से रही। क्वार्ट्ज प्रौद्योगिकी के प्रगति खोज, समझ अऊर परिपक्वता के क्रमिक प्रक्रिया का दर्शावत है।