وہ کون سے عوامل ہیں جو کوارٹج کرسٹل اوسیلیٹرز کے استحکام کو متاثر کرتے ہیں؟
کرسٹل oscillators وسیع پیمانے پر عملی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں، مثال کے طور پر، CPU کلاک سرکٹس میں۔ چونکہ تمام قارئین ان سے واقف نہیں ہیں، اس لیے یہ مضمون کرسٹل آسکیلیٹرز کی فریکوئنسی استحکام کو متعارف کرایا گیا ہے اور ان عوامل کا تجزیہ کرتا ہے جو کوارٹز کرسٹل آسیلیٹرز کے تعدد کے استحکام کو متاثر کرتے ہیں۔
تعدد کا استحکام آپریشن کے دوران درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کی وجہ سے آکسیلیٹر کی آؤٹ پٹ فریکوئنسی میں تغیر کو بیان کرتا ہے۔ اگر فریکوئنسی بڑھے ایپلی کیشن کی ضروریات سے زیادہ ہے، وقت کی غلطیاں پیدا ہوں گی۔ تعدد کا استحکام پارٹس فی ملین (ppm) میں متعین کیا جاتا ہے، جو درجہ حرارت کی متعین حد میں برائے نام تعدد کی نسبت ہے۔
کوارٹج کرسٹل آسیلیٹرز کی ایک اہم خصوصیت آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد میں ان کا استحکام ہے، اور یہ کرسٹل آسکیلیٹر کی قیمتوں کو متاثر کرنے والا ایک بڑا عنصر ہے۔ فریکوئنسی استحکام یا آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد جتنی بہتر ہوگی، اجزاء کی قیمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ صنعتی معیارات میں بیان کردہ -40~+85 ڈگری کی حد اکثر محض ڈیزائنرز کی عادت سے منتخب کی جاتی ہے۔ اگر -20~+70 ڈگری کی حد ضروریات کو پورا کرتی ہے، تو درجہ حرارت کی وسیع رینج کا انتخاب کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ ڈیزائن انجینئرز کو کرسٹل آسیلیٹر کے استحکام کی وضاحت کرنے سے پہلے اپنی درخواست کی حقیقی ضروریات کا بغور جائزہ لینا چاہیے۔ ضرورت سے زیادہ تفصیلات لاگت میں غیر ضروری اضافے کا باعث بنتی ہیں۔
کوارٹج کرسٹل آسیلیٹرز کی عمر بڑھنا ایک اور بڑا عنصر ہے جو فریکوئنسی شفٹ کا باعث بنتا ہے۔ آخری مصنوعات کی خدمت زندگی کی ضروریات پر منحصر ہے، اس اثر کو کم کرنے کے لیے متعدد طریقے دستیاب ہیں۔ کرسٹل ایجنگ آؤٹ پٹ فریکوئنسی کو لوگاریتھمک ڈرفٹ وکر کی پیروی کرنے کا سبب بنتی ہے، یعنی عمر بڑھنے کا اثر آپریشن کے پہلے سال کے دوران سب سے زیادہ واضح ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، 10 سال سے زیادہ آپریشن کے بعد کرسٹل کی عمر بڑھنے کی شرح پہلے سال میں اس کی شرح کا تقریباً ایک-تہائی ہے۔ اس بڑھے کو خصوصی کرسٹل پروسیسنگ تکنیک کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے، یا ٹیوننگ کے ذریعے اس کی تلافی کی جا سکتی ہے۔ ایک مثال کنٹرول پن پر وولٹیج لگانا ہے (یعنی وولٹیج کنٹرول فنکشن کو مربوط کرنا)۔
استحکام کو متاثر کرنے والے دیگر عوامل میں سپلائی وولٹیج کی تبدیلی، لوڈ میں تبدیلی، فیز شور اور گھمبیر شامل ہیں۔ فعال کرسٹل oscillators کا انتخاب کرتے وقت ان پیرامیٹرز کی وضاحت ہونی چاہیے۔ صنعتی-گریڈ پروڈکٹس کے لیے، کبھی کبھی کمپن اور جھٹکا کی وضاحتیں درکار ہوتی ہیں۔ فوجی اور ایرو اسپیس کا سامان اضافی تقاضے عائد کرتا ہے، جیسے دباؤ کی تبدیلی اور تابکاری کی نمائش کو برداشت کرنا۔
کوارٹج کرسٹل oscillators عام طور پر مصنوعی کوارٹج کرسٹل سے تیار کیے جاتے ہیں۔ مصنوعی کوارٹج بڑے پیمانے پر پیداوار کی حمایت کرتا ہے اور مینوفیکچرنگ لاگت کو کم کرتا ہے، جبکہ قدرتی کوارٹج کرسٹل صرف ایپلی کیشنز کے ایک چھوٹے سے حصے میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس کے باوجود خام کرسٹل مواد کی درآمدات بڑھ رہی ہیں۔ کچھ کرسٹل آسکیلیٹر مینوفیکچررز اخراجات کو کم کرنے کے لیے بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے کمتر خام مال کو اپناتے ہیں۔ اس طرح کے مواد کے استعمال سے مسائل پیدا ہوتے ہیں جن میں SMD اور بیلناکار کرسٹل اوسیلیٹرز کے لیے خراب فریکوئنسی درستگی، درجہ حرارت کی ناکافی کارکردگی، دوغلے میں ناکامی اور دیگر فنکشنل فالٹس شامل ہیں۔
پروڈکٹ کی وشوسنییتا کی ضمانت کے لیے اجزاء کے انتخاب کے دوران ڈیزائن مارجن کو عام طور پر محفوظ کیا جانا چاہیے۔ اعلی درجے کے اجزاء کا انتخاب کرنا ناکامی کے امکانات کو مزید کم کر سکتا ہے اور ممکنہ فوائد فراہم کر سکتا ہے۔ مصنوعات کی قیمتوں کا موازنہ کرتے وقت اس پہلو کو بھی مدنظر رکھنا ضروری ہے۔ کوارٹز کرسٹل آسیلیٹرز کی متوازن اور معقول مجموعی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے، انجینئرز کو متعدد عوامل کا وزن کرنا چاہیے جن میں استحکام، آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد، کرسٹل عمر بڑھنے کا اثر، مرحلے کا شور اور قیمت شامل ہے۔ لاگت پر غور نہ صرف اجزاء کی قیمت بلکہ مصنوعات کی زندگی بھر کی لاگت کا بھی احاطہ کرتا ہے۔