Las fuentes de reloj en la electrónica moderna parecen provenir invariablemente de los osciladores de cuarzo y MEMS, los cuales generan vibraciones mecánicamente. La amplitud y la frecuencia de la vibración son órdenes de magnitudes diferentes de las vibraciones mecánicas cotidianas que observo en, digamos, instrumentos musicales. Sin embargo, me sorprende que no obtengamos fuentes de reloj en el dominio electromagnético directamente, digamos usando elementos capacitivos o inductivos.
Sé que los inductores son especialmente difíciles de fabricar sin pérdidas parasitarias. Pero también esperaría que los osciladores mecánicos no sean ideales.
Podría usar el retraso de propagación de la electricidad, pero sería difícil hacer un pequeño oscilador que funcione a frecuencias lentas.
¿Es realmente cierto que podemos fabricar dispositivos vibratorios microscópicos de manera más ideal que los componentes oscilantes eléctricos?
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Respuestas:
Porque los dispositivos mecánicos son mucho más estables que sus contrapartes eléctricas. Comparemos un oscilador de cristal con un oscilador LC:
Cristal:
LC o RC:
Sensible al voltaje: el voltaje umbral y el voltaje de carga en el circuito de retroalimentación generalmente dependen del voltaje.
Sin embargo, eso no significa que los osciladores eléctricos nunca se usen, solo que no se usan donde se necesita una gran precisión. Sin embargo, tienen algunas ventajas sobre los osciladores de cristal:
Se pueden integrar fácilmente en otro IC. Muchos microcontroladores ahora vienen con un oscilador integrado.
Los osciladores no mecánicos se utilizan en muchos dispositivos, pero no en aquellos en los que se requiere una sincronización precisa.
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No se trata realmente de si los inductores y condensadores se pueden hacer con mayor precisión que un oscilador mecánico. Es si esos componentes pueden operar de manera estable sobre los rangos de voltaje / temperatura. A menos que desee diseñar todos sus circuitos para que tengan una referencia de voltaje de banda prohibida, un termómetro y un circuito de calefacción para mantener constante el voltaje / temperatura, no puede hacer que los inductores y condensadores operen en un lugar tan estable como lo hace un cristal .
Para ajustar un cristal a la frecuencia correcta durante la fabricación, supongo que podrían pulirlo hasta que tenga el tamaño correcto. También puede fabricar tapas e inductores tan precisos como lo necesite. El problema es que simplemente no se quedará allí.
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