كوارتز

في مجال الإلكترونيات، بلورة الكوارتز هي بلورة من ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂)، تُستخدم أساسًا لخصائصها الكهروضغطية . عند تعرض بلورة الكوارتز لجهد كهربائي، تتشوه قليلًا، وبالعكس، عند تعرضها لتشوه ميكانيكي (مثل الضغط)، تُولّد جهدًا. تُمكّن هذه الخصائص الكوارتز من لعب دور محوري في تطبيقات مثل المذبذبات والمرنانات في الدوائر الإلكترونية.

خصائص الكوارتز:

الخواص الكهرضغطية : كما ذُكر، يُعد الكوارتز مادة كهرضغطية، أي أنه قادر على تحويل تغير الجهد إلى تشوه ميكانيكي، والعكس صحيح. تُستغل هذه الخاصية في تصنيع مُذبذبات الكوارتز.

استقرار التردد : يتميز الكوارتز بتردد رنين مستقر ودقيق للغاية. يُعد هذا الاستقرار أحد الأسباب الرئيسية لاستخدامه في الساعات وساعات اليد ودوائر التوقيت. مقارنةً بالمذبذبات الأخرى، يحافظ مذبذب الكوارتز على تردد ثابت مع تغير طفيف للغاية لفترات طويلة.

درجة الحرارة : على الرغم من ثبات الكوارتز نسبيًا، إلا أن تردده قد يتأثر بتغيرات درجة الحرارة. غالبًا ما تكون التعديلات ضرورية في البيئات التي تتغير فيها الظروف الحرارية بشكل كبير. ومع ذلك، تُستخدم مُذبذبات الكريستال المُعاوضة حراريًا (TCXOs) في التطبيقات الدقيقة.

تطبيقات الكوارتز:

الساعات : يُعدّ الكوارتز جوهر ساعات الكوارتز، إذ يُستخدم لتوليد إشارة دقيقة لقياس الوقت. فهو يتيح دقة عالية مع أدنى حد من الانحراف على مدى فترات طويلة.

الاتصالات والاتصالات : في أنظمة الاتصالات، يتم استخدام مذبذبات الكوارتز لتوفير ترددات مرجعية مستقرة للغاية، وهو أمر ضروري لنقل واستقبال الإشارات عند ترددات محددة.

ترشيح الترددات : تستخدم بلورات الكوارتز في المرشحات لاختيار ترددات معينة ورفض ترددات أخرى، في الأجهزة مثل أجهزة الاستقبال الراديوية، أو أنظمة الصوت، أو حتى معدات القياس.

الأنظمة المضمنة والمعالجات الدقيقة : يتم استخدام الكوارتز لتوفير تردد ساعة مستقر للمعالجات الدقيقة والدوائر المنطقية، وبالتالي ضمان الأداء السليم للأنظمة.

أنظمة الملاحة : تستخدم أجهزة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأنظمة الملاحة الأخرى مذبذبات الكوارتز للحفاظ على دقة الساعات الداخلية وأنظمة المزامنة.