क्रिस्टल ओवन: Difference between revisions

'''क्रिस्टल ओवन''' तापमान-नियंत्रित कक्ष है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक क्रिस्टल दोलक में स्थिर तापमान पर [[ क्वार्ट्ज क्रिस्टल ]] को बनाए रखने के लिए किया जाता है, ताकि परिवेश के तापमान में बदलाव के कारण [[ आवृत्ति ]] में परिवर्तन को रोका जा सके। इस प्रकार के  [[ थरथरानवाला | दोलक]] को ''ओवन-नियंत्रित [[ क्रिस्टल थरथरानवाला | क्रिस्टल दोलक]]'' के रूप में जाना जाता है ('''ओसीएक्सओ''', जहां "एक्सओ" "क्रिस्टल दोलक" का एक पुराना संक्षिप्त नाम है।) इस प्रकार का दोलक क्रिस्टल के साथ संभव उच्चतम आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करता है। वे प्रायः [[ रेडियो ट्रांसमीटर]], [[ सेल साइट |सेलुलर]] , सैन्य संचार उपकरण, और सटीक आवृत्ति माप के लिए आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

उत्पादित आवृत्ति को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए [[ इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला | इलेक्ट्रॉनिक दोलक]] में क्वार्ट्ज क्रिस्टल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आवृत्ति जिस पर एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल [[ गुंजयमान यंत्र | प्रतिध्वनित यंत्र]] स्पंदन करता है, उसके भौतिक आयामों पर निर्भर करता है। तापमान में बदलाव के कारण क्वार्ट्ज का [[ थर्मल विस्तार ]] के कारण विस्तार या अनुबंध होता है, जिससे ऑसिलेटर द्वारा उत्पादित सिग्नल की आवृत्ति बदल जाती है। हालांकि क्वार्ट्ज का थर्मल विस्तार का बहुत कम गुणांक है, फिर भी तापमान परिवर्तन क्रिस्टल ऑसिलेटर्स में आवृत्ति भिन्नता का प्रमुख कारण है।

[[File:Vectron OX-402 OCXO.jpg|thumb|2016 से [[ मुद्रित सर्किट बोर्ड | मुद्रित परिपथ बोर्ड]] -माउंटेड ओसीएक्सओ।]]

ओवन एक [[ थर्मल इन्सुलेशन | थर्मली इन्सुलेटेड]] संलग्नक है | जिसमें क्रिस्टल एक या अधिक विद्युत ताप तत्वों से युक्त थर्मल-इन्सुलेटेड संलग्नक है। चूंकि परिपथ में अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटक भी तापमान के बहाव के प्रति संवेदनशील होते हैं, प्रायः पूरा दोलन परिपथ ओवन में संलग्न होता है। एक ऋणात्मक प्रतिक्रिया में  [[ thermistor | ऊष्मा प्रतिरोधक]] तापमान सेंसर बंद-लूप नियंत्रण परिपथ का उपयोग हीटर की शक्ति को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और यह सुनिश्चित करता है कि ओवन वांछित सटीक तापमान पर बनाए रखा जाता है। चूंकि ओवन परिवेश के तापमान से ऊपर संचालित होता है, इसके परिचालन तापमान तक पहुंचने के लिए बिजली लागू होने के बाद दोलक को प्रायः वार्म-अप अवधि की आवश्यकता होती है।<ref name="NIST">{{cite web

[[Image:Early NBS crystal oscillator frequency standards.jpg|thumb|कुछ शुरुआती क्रिस्टल ओवन। यूएस ब्यूरो ऑफ स्टैंडर्ड्स (अब [[ मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान ]]) में ये सटीक 100 किलोहर्ट्‍ज ओवन नियंत्रित क्रिस्टल ऑसिलेटर्स ने 1929 में संयुक्त राज्य अमेरिका के लिए आवृत्ति मानक के रूप में कार्य किया।]]

हीटर चलाने के लिए आवश्यक शक्ति के कारण, ओसीएक्सओ को परिवेश के तापमान पर चलने वाले दोलक की तुलना में अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है, और हीटर, थर्मल द्रव्यमान और गरम रोधन की आवश्यकता का अर्थ है कि वे शारीरिक रूप से बड़े हैं। इसलिए, उनका उपयोग बैटरी चालित या लघु अनुप्रयोगों, जैसे घड़ियों में नहीं किया जाता है। हालांकि, बदले में, ओवन-नियंत्रित दोलक क्रिस्टल से संभव सर्वोत्तम आवृत्ति स्थिरता प्राप्त करता है। ओसीएक्सओ की अल्पकालिक आवृत्ति स्थिरता प्रायः कुछ सेकंड में1×10⁻¹² होती है, जबकि दीर्घकालिक स्थिरता क्रिस्टल की उम्र बढ़ने के कारण प्रति वर्ष लगभग 1×10⁻⁸ (10 पीपीबी) तक सीमित है <ref name="NIST" />  बेहतर शुद्धता प्राप्त करने के लिए [[ परमाणु घड़ी | परमाणु आवृत्ति]] पर स्विच करने की आवश्यकता होती है, जैसे कि [[ रूबिडियम मानक ]], सीज़ियम मानक, या [[ हाइड्रोजन मेसर | हाइड्रोजन मेज़र]] एक और सस्ता विकल्प एक क्रिस्टल दोलक को [[ ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम ]] टाइम सिग्नल के साथ अनुशासित करना है, जिससे एक जीपीएस-अनुशासित दोलक ([[ जीपीएस अनुशासित थरथरानवाला ]]) का निर्माण होता है। एक जीपीएस रिसीवर का उपयोग करना जो सटीक समय संकेत उत्पन्न कर सकता है ( {{nowrap|~30 एनएस}} [[ यु.टी. सी ]] {{nowrap|~30 एनएस}} के भीतर), एक जीपीएसडीओ विस्तारित अवधि के लिए की 10⁻¹³ दोलन सटीकता बनाए रख सकता है।

!align=left| काल प्रभावन / 10 वर्ष

!align=left| रेडिएशन प्रति [[Rad (unit)|आरएडी]]

!align=left| शक्ति

!align=left| वजन (जी)

|align=left| क्रिस्टल दोलक (एक्सओ)<ref name="ieee_li-precision_frequency_generation">{{cite web|title=Tutorial Precision Frequency Generation Utilizing OCXO and Rubidium Atomic Standards with Applications for Commercial, Space, Military, and Challenging Environments IEEE Long Island Chapter March 18, 2004|url=http://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/precision_frequency_generation.pdf|access-date=2009-11-16|website=ieee.li}}</ref>

| 10⁻⁵ to 10⁻⁴

| 10...20 [[Parts per million|पीपीएम]]

| -2 × 10⁻¹²

| 20&nbsp;µW

| 20

|align=left| तापमान क्षतिपूर्ति क्रिस्टल दोलक(टीसीएक्सओ)<ref name="ieee_li-precision_frequency_generation" />

| 10⁻⁶

| 2...5 पीपीएम

| -2 × 10⁻¹²

| 100&nbsp;µW

| 50

|align=left| माइक्रो कंप्यूटर क्षतिपूर्ति क्रिस्टल दोलक(एमसीएक्सओ)<ref name="ieee_li-precision_frequency_generation" />

| 10⁻⁸ to 10⁻⁷

| 1...3 पीपीएम

| -2 × 10⁻¹²

| 200&nbsp;µW

| 100

|align=left| ओवन नियंत्रित क्रिस्टल दोलक (ओसीएक्सओ)<ref name="ieee_li-precision_frequency_generation" /><br/>- {{nowrap|5...10 मेगाहर्ट्ज}}<br/>{{nowrap|- 15...100 मेगाहर्ट्ज}}

| {{nowrap|2 × 10⁻⁸}}<br/> {{nowrap|5 × 10⁻⁷}}

| {{nowrap|2 × 10⁻⁸ to 2 × 10⁻⁷}}<br/>{{nowrap|2 × 10⁻⁶ to 11 × 10⁻⁹}}

| -2 × 10⁻¹²

| {{nowrap|1...3 W}}

| {{nowrap|200...500}}

|align=left| रूबिडियम परमाणु आवृत्ति मानक(आरबीएक्सओ)<ref name="ieee_li-precision_frequency_generation" />

| 10⁻⁹

| 5 × 10⁻¹⁰ to 5 × 10⁻⁹

| 2 × 10⁻¹³

| {{nowrap|6...12 W}}

| {{nowrap|1500...2500}}

|align=left| सीज़ियम परमाणु आवृत्ति मानक

| {{nowrap|10⁻¹² to 10⁻¹¹}}

| 10⁻¹² to 10⁻¹¹

| 2 × 10⁻¹⁴

| {{nowrap|25...40 W}}

| {{nowrap|10000...20000}}

|align=left| ग्लोबल स्थिति निर्धारण प्रणाली(जीपीएस)

| {{nowrap|4 × 10⁻⁸ to 10⁻¹¹}}<br/><ref name="spectruminstruments_net-tm3specs">{{cite web|title=Time and Frequency - Precisely the Way You Need It|url=http://www.spectruminstruments.net/tm3specs.pdf|access-date=2009-11-18|website=spectruminstruments.net}}</ref><ref name="leapsecond_ds58540a">{{cite web|title=GPS Time and Frequency Reference Receiver|url=http://www.leapsecond.com/museum/hp58540a/ds-58540a.pdf|access-date=2009-11-18|website=leapsecond.com}}</ref>

| &nbsp;{{nowrap|10⁻¹³}}

| {{nowrap|4 W}}

| {{nowrap|340}}

|align=left| [[Time signal|रेडियो समय संकेत]] ([[DCF77|डीसीएफ77]])

| {{nowrap|4 × 10⁻¹³}}<ref name="vtt_fi_S235">{{cite web|title=URSI/IEEE XXIX Convention on Radio Science, Espoo, Finland, November 1-2, 2004|url=http://www.vtt.fi/inf/pdf/symposiums/2004/S235.pdf|access-date=2009-11-18|website=vtt.fi}}</ref>

| {{nowrap|4.6 W}}<ref name="meinberg_de-c51">{{cite web|title=Serial DCF77 radio clock Meinberg C51|url=http://www.meinberg.de/english/products/c51.htm|access-date=2009-11-18|website=meinberg.de}}</ref>

| {{nowrap|87}}<ref name="wearable_ethz_ch-summer07_DCF77">{{cite web|title=ETH - IfE-Wearable Computing - Miniature pocket-worn motion sensor with DCF77 clock|url=http://www.wearable.ethz.ch/education/sada/summer07_DCF77|access-date=2009-11-18|website=wearable.ethz.ch|archive-url=https://web.archive.org/web/20110706232101/http://www.wearable.ethz.ch/education/sada/summer07_DCF77|archive-date=2011-07-06|url-status=dead}}</ref>