Mengenal Kristal Frekwensi

Advertisement

Kristal frekwensi atau sering disebut dengan Kristal kwarsa adalah komponen/part elektronik yang berfungsi sebagai resonator dan mempunyai frekwensi resonansi tertentu dalam range yang sangat sempit. Frekwensi resonansi kristal frekwensi itu dicantumkan di badan logam kristal dalam bentuk tulisan angka-angka.
Kristal frekwensi digunakan di berbagai rangkaian analog yang kritis terhadap kestabilan frekwensi seperti pada pemancar-pemancar radio CB, rangkaian pengurai warna pada chroma TV, filter-filter frekwensi dan lain-lain. Ia juga digunakan pada rangkaian-rangkaian digital yang mempersyaratkan kestabilan timing yang ketat seperti jam digital, komputer, printer, eksternal modem dan lain-lain.
Kristal frekwensi dibuat dari bahan kwarsa (kwartz) dengan irisan ketipisan yang diperhitungkan dengan sangat teliti. Ketipisan lapisan kristal menentukan frekwensi resonansi yang dihasilkan, semakin tipis maka semakin tinggi frekwensi resonansinya. Akan tetapi karena ketipisan kristal ada batasnya, maka frekwensi yang dihasilkan pun ada batasnya pula.
Kristal frekwensi hanya tersedia untuk frekwensi hingga beberapa puluh MHz. Untuk frekwensi yang lebih tinggi lagi biasanya diterapkan tekhnik penggandaan frekwensi hingga beberapa kali lipat.
Dalam konstruksinya, kristal frekwensi terdiri dari dua elektroda yang mengapit selapisan irisan kristal kwarsa di dalam casing yang solid. Dua elektroda berfungsi sebagai pemungut tegangan atau sinyal listrik, sekaligus sebagai penyalur getaran-getaran listrik yang dihasilkan kristal. Dua elektroda pada kristal frekwensi ini tidak mempunyai ketentuan polaritas tegangan (positif atau negatif) sehingga dalam pemasangannya bisa secara bebas.

Kristal frekwensi dibuat untuk dimanfaatkan efek piezo-elektrik yang ada padanya.
Apabila pada kedua elektroda kristal diberi tegangan listrik, maka fisik lapisan kristal akan mengalami perubahan. Perubahan fisik ini secara otomatis akan menimbulkan perubahan listrik balik. Apabila misalnya perubahan listrik balik ini ditangkap dan dikuatkan oleh transistor di dalam suatu rangkaian osilator, maka akan dihasilkan getaran listrik. Getaran listrik ini diumpan-balikkan kepada kristal, maka hasilnya adalah didapatkan getaran listrik yang terus-menerus (tidak surut) dengan frekwensi yang terfokus kepada frekwensi resonansi kristal.

Kristal frekwensi dan rangkaian L-C deret.
Ketika beresonansi, sebuah kristal frekwensi mirip dengan sebuah rangkaian L-C deret (induktor L dan kondensator C yang dirangkai secara seri).
Rangkaian L-C deret mempunyai frekwensi resonansi sebesar :

1 / 2π√(L.C)

Dan sifat-sifat LC deret dua kutub adalah :

• Meluluskan hanya frekwensi resonansi
• Semua frekwensi selain frekwensi resonansi akan dihambat (tidak diluluskan).

Kristal frekwensi mempunyai sifat-sifat itu namun ada beberapa kelebihan kristal frekwensi dibanding rangkaian L-C deret biasa, di antaranya adalah :

• Faktor Q (kwalitas) yang sangat tinggi. Dengan tingginya faktor Q frekwensi resonansi yang dihasilkan mempunyai jalur yang sangat sempit. Ketika kristal difungsikan sebagai filter, maka ia akan bertindak sebagai filter yang sangat selektif.
• Kestabilan frekwensi yang tinggi. Perubahan-perubahan tegangan suplai rangkaian praktis tidak mempengaruhi frekwensi yang dihasilkan oleh kristal.
• Koefisien suhu yang sangat kecil. Panas pada ruangan atau pada komponen lain yang berada di dekat kristal tidak mempengaruhi kinerja kristal.
• Casing yang terbungkus logam yang dapat dihubungkan ke ground menjadi “shield” (pelindung) yang menambah kesempurnaan performa secara keseluruhan.

Happy learning!