Ada berbagai resonator yang digunakan untuk sejumlah besar aplikasi di bidang Elektronika. Dalam daftar resonator tersebut, dua bahan yang paling banyak digunakan adalah kristal kuarsa dan Keramik (membuat Resonator Keramik). Kristal kuarsa digunakan dalam Osilator Kristal dan Keramik digunakan dalam Resonator Keramik. Keduanya memiliki tujuan yang sama untuk menghasilkan frekuensi osilasi dengan bergetar ketika tegangan input diberikan kepada mereka. Tetapi mereka berdua memiliki beberapa perbedaan juga, yang memisahkan mereka & sebagai hasilnya, mereka memiliki aplikasi yang berbeda.
Apa itu Osilator Kristal?
Sebuah osilator adalah sirkuit yang menghasilkan frekuensi dengan bantuan sebuah sirkuit disetel & frekuensi yang dihasilkan dikenal sebagai berosilasi frekuensi. Demikian pula, osilator kristal adalah rangkaian elektronik atau perangkat yang digunakan untuk menghasilkan frekuensi yang stabil dengan bantuan kristal, bukan rangkaian yang disetel. Kristal saat bergetar, bertindak seperti resonator & sebagai hasilnya menghasilkan frekuensi berosilasi. Rangkaian resonator menggunakan kristal untuk menghasilkan osilasi, yang kemudian dinamai Osilator Kristal. Simbol & rangkaian osilator kristal adalah sebagai berikut:
Pelajari lebih lanjut tentang kristal kuarsa dan osilator kristal di sini.
Apa itu Resonator Keramik?
Mirip dengan Crystal Oscillator, Ceramic Resonator juga merupakan rangkaian elektronik atau alat yang digunakan untuk menghasilkan keluaran berupa frekuensi osilasi dengan bantuan Ceramic sebagai material piezoelektrik yang beresonansi. Bahan dapat memiliki dua atau lebih elektroda yang ketika terhubung ke rangkaian osilator mendapat getaran mekanis & sebagai hasilnya sinyal osilasi dari frekuensi tertentu dihasilkan. Rangkaian resonator mirip dengan Crystal Oscillator dan seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Pada saat resonator bekerja, getaran mekanis menghasilkan tegangan osilasi akibat bahan piezoelektrik yaitu keramik dan tegangan osilasi tersebut kemudian dilampirkan ke elektroda sebagai keluaran. Konsep terbalik digunakan jika terjadi efek piezoelektrik terbalik.
Osilator Kristal Vs Resonator
Meskipun keduanya memiliki prosedur kerja yang sama & menghasilkan osilasi frekuensi sebagai output, mereka memiliki beberapa perbedaan dalam properti karena osilator telah menggantikan resonator dalam banyak kasus, yaitu:
- Rentang Frekuensi - Osilator Kristal memiliki faktor Q yang jauh lebih tinggi daripada Resonator Keramik karena Osilator Kristal memiliki rentang frekuensi 10 kHz - 100 MHz sedangkan rentang frekuensi resonator keramik bervariasi dari 190 kHz - 50 MHz
- Output - Crystal Oscillator memberikan output frekuensi stabilitas tinggi dan resonator Keramik juga memberikan output stabilitas tidak sebaik dibandingkan dengan Crystal Oscillator. Dalam hal akurasi frekuensi keluaran, Osilator Kristal memberikan keluaran yang jauh lebih akurat daripada resonator Keramik yang parameter seperti suhu merupakan elemen sensitif. Akurasi untuk osilator adalah 10ppm-1000ppm sedangkan untuk resonator adalah 0,1% - 1%.
- Efek Akibat Parameter - Untuk resonator Keramik, ketebalan material keramik akan menentukan frekuensi resonansi keluaran sedangkan untuk Osilator Kristal frekuensi resonansi keluaran bergantung pada ukuran, bentuk, elastisitas & kecepatan suara dalam material. Crystal Oscillator memiliki ketergantungan yang sangat rendah pada suhu yaitu sangat stabil bahkan dengan perubahan suhu dan resonator keramik memiliki ketergantungan yang lebih kecil pada suhu dibandingkan Crystal Oscillator. Untuk Osilator Kristal Kuarsa, karakteristik keluaran bergantung pada mode getaran dan sudut di mana kristal dipotong sementara di resonator terutama masalah ketebalan.
- Toleransi & Sensitivitas - Crystal Oscillator memiliki toleransi yang lebih rendah terhadap guncangan & getaran sedangkan resonator keramik memiliki toleransi yang relatif tinggi. Osilator kristal memiliki toleransi ESD (Electrostatic Discharge) yang rendah sedangkan resonator keramik memiliki toleransi ESD yang tinggi. Osilator lebih sensitif daripada resonator, sensitivitasnya dapat dibandingkan dalam hal radiasi. Kuarsa memiliki toleransi frekuensi 0,001%, sedangkan PZT memiliki toleransi 0,5%.
- Ketergantungan Kapasitor - Resonator mungkin memiliki kapasitor internal atau terkadang memerlukan kapasitor eksternal sementara Osilator membutuhkan kapasitor eksternal dan nilainya tergantung pada kristal apa yang dirancang untuk bekerja.
- Bahan yang Digunakan - Osilator Kristal terbuat dari Quartz sebagai bahan resonator piezoelektrik sedangkan resonator Keramik terbuat dari Timbal Zirkonium Titanate (PZT), yang dikenal sebagai bahan keramik piezoelektrik stabilitas tinggi. Crystal Oscillator sulit untuk dibuat sedangkan resonator keramik mudah dibuat.
- Aplikasi - Resonator keramik digunakan dalam aplikasi mikroprosesor dimana kestabilan frekuensi tidak penting sedangkan Crystal Oscillator dapat ditemukan di segala hal mulai dari televisi hingga mainan anak-anak yang memiliki komponen listrik. Resonator baik untuk komunikasi port serial kecepatan rendah sedangkan osilator kristal memiliki frekuensi yang tersedia untuk mendukung komunikasi serial kecepatan tinggi juga. Resonator tidak memiliki frekuensi yang tersedia untuk komunikasi port serial kecepatan tinggi. Dalam hal aplikasi berbasis jam, Resonator tidak terlalu cocok untuk Jam Real-Time / penunjuk waktu / jam dinding sementara osilator mungkin cocok untuk penunjuk waktu / RTC / jam dinding jika disetel dengan kapasitor variabel, mengharapkan penyimpangan beberapa menit per tahun jika tidak disetel.