ታሪኽ መበቆል ክሪስታል ኦሲሌተራት

I. መቕድም​

ክሪስታል ኦሲሌተራት ከም ቀንዲ ፍሪኩዌንሲ ቁጽጽር ኣካላት ኮይኖም ኣብ ኢንዱስትርያዊ መሳርሒታት፡ ስርዓታት ምክትታል ጸጥታ፡ መሳርሒታት ሕክምና፡ ኤሌክትሮኒክስ መካይን፡ ስማርት መሳርሒታት ገዛን ካልእ ዓውድታትን ብሰፊሑ ይጥቀሙ። ብዓይኒ ማክሮ፡ ህንጸት ዓለማዊ ትሕተ ቅርጺ ሓበሬታ ብባህርያቱ ምስ ምምዕባል ክሪስታል ኦሲሌተራት ዝተኣሳሰር እዩ። እዚ ጽሑፍ እዚ፡ ቴክኖሎጂካዊ ምዕባለ ክሪስታል ኦሲሌተራት-ካብ ምርካብ ፒዞኤሌክትሪክ ጽልዋ ናብ ናኖ-ስኬል መዐሸጊ-ብኣርባዕተ ኢንዱስትርያዊ ሰውራታት ኣቢሎም ንሰብኣዊ ቴክኖሎጂካዊ ምዕባለ ብኸመይ ከም ዝደፍእዎ ዘቃልዕ ብስርዓት ይትንትን።

​II. ታሪኽ ምዕባለ ክሪስታል ኦሲሌተራት​

​1. ዘመነ ምብራህ ቴክኖሎጂ​

ብ1880 ኣሕዋት ጃክን ፒየር ኪዩሪን፡ ኣብ ጽላት ክሪስታል ኳርትዝ መካኒካዊ ጸቕጢ ምግባር፡ ምዝንባል ኤለክትሪክ ቻርጅ ከም ዘስዕብ ረኸቡ፣ እዚ ኸኣ ንኣምርፒዞኤሌክትሪክ ውጽኢት.

​መትከል ጽልዋ ፒዞኤሌክትሪክ፦ ኣብ ፒዞኤሌክትሪክ ንብረት ጸቕጢ ክግበር ከሎ፡ ናይ ኤሌክትሪክ ዓቕሚ ፍልልይ ይፍጠር (ብ...ቀጥታዊ ፒዞኤሌክትሪክ ውጽኢት). ብኣንጻሩ ቮልቴጅ ምትግባር መካኒካዊ ጸቕጢ (the...ተገላባጢ ፒዞኤሌክትሪክ ውጽኢት). እቲ ጸቕጢ ልዑል-ፍሪኩዌንሲ ዘለዎ ምንቅጥቃጥ ዘጠቓልል እንተኾይኑ፡ ልዑል-ፍሪኩዌንሲ ዘለዎ ኤሌክትሪክ ዋሕዚ የመንጩ። ልዑል-ፍሪኩዌንሲ ዘለዎም ኤሌክትሪካዊ ምልክታት ኣብ ፒዞኤሌክትሪክ ሴራሚክስ ክውዕሉ ከለዉ፡ ልዑል-ፍሪኩዌንሲ ዘለዎም ኣኮስቲክ ምልክታት (መካኒካዊ ምንቅጥቃጥ) የፍርዩ፡ እዚ ድማ ብተለምዶ ብኣልትራሶኒክ ምልክታት.

ፖል ላንገቪን ብ1918፡ ሳብማሪን ንምፍላጥ ዚሕግዝ ቀዳሞት ስርዓታት ሶናር ንምምዕባል፡ ኳርትዝ ክሪስታል ፕሌት ተጠቒሙ ምርምር ገበረ። እዚ ድማ ንኣንፈት ድምጺ ምርካብ፣ ርሕቀት መቓልሕ፣ ምፍላጥ ናህሪ ሶናር፣ ምልላይ ዕላማን መጠንቀቕታ ቶርፒዶን ሓዊሱ ታክቲካዊ ጠለባት ንምምላእ ንኹለመዳያዊ መስርሕ ሓበሬታን ማእከላይ ምቁጽጻርን ብዙሓት ተግባራት ሶናር ምውህሃድ ዘጠቓለለ እዩ። ላንገቪን ኣብ ትሕቲ ማይ ንዝፍጠር ማዕበል ድምጺ ንምፍጣርን ንምፍላጥን X-cut quartz plates ተጠቒሙ።

ብ1921 ፕሮፌሰር ዳብሊው ጂ ካዲ ካብ ዩኒቨርሲቲ ዌስሊያን ነቲ ኳርትዝ ክሪስታል ኦሲሌተር ፓተንት ሂቡ። ፓተንቱ ንፍሪኩዌንሲ ኦሲሌተር ንምቁጽጻር ኳርትዝ ክሪስታል ሬዞነተራት ይጥቀምን ንኳርትዝ ባር/ፕሌት ከም ፍሪኩዌንሲ ስታንዳርድን ፍልተርን ገሊጽዎ። ስለዚ፡ ካዲ ኣብ ኦሲሌተር ሰርኪዩት ንፍሪኩዌንሲ ምቁጽጻር ናይ መጀመርታ ኳርትዝ ክሪስታላት ከም ዝጥቀም ብሰፊሑ ይፍለጥ።

ኣብ 1923 ፕሮፌሰር ሃርቫርድ ጂ.ደብሊዩ.ፒርስ ነቲ ክሪስታል ኣብ መንጎ ሽቦን ኣኖድን ናይ ሓደ ቫክዩም ቱቦ ቫልቭ-ቅድመ-ቅድመ-ቅድመ-ቅርጺ ፒርስ ኦሲሌተር ዝገብር ክሪስታል ኦሲሌተር ሰርኪዩት ኣማዕቢሉ።

ኣብ 1925 ዌስቲንግሃውስ ኤሌክትሪክ ንሬድዮ መደበሮም KDKA ከም ቀንዲ ኦሲሌተር ክሪስታል ኦሲሌተር ተኺሎም።

ቫን ዳይክ ንኳርትዝ ክሪስታል ሬዞነተራት ዝኸውን ተመጣጣኒ ሰርኪዩት ሞዴል ኣዳልዩ። እዚ ሰርኪዩት እዚ ክልተ ሬዞናንት ፍሪኩዌንሲ ኣለዎ: እቲተኸታታሊ ድምጺ ፍሪኩዌንሲ (fs)፣ ኣብኡ እቲ Lg-Cg-Rg ጨንፈር ይድመጽ፣ እቲምዕራባዊ ድምጺ ፍሪኩዌንሲ (fp)፣ እቲ ሓፈሻዊ ሰርኪዩት ሬዞናንስ እዩ። Cg < C0 ስለ ዝኾነ እዞም ፍሪኩዌንሲታት ኣዝዮም ቀረባ እዮም። እቲ ሪኣክታንስ-ፍሪኩዌንሲ ባህሪ ኣብ መንጎ fsን fpን ኢንዳክቲቭ ባህሪ፣ ኣብ ካልእ ቦታታት ድማ ካፓሲቲቭ ባህሪ የርኢ።

ኣብ 1926 Y-cut ክሪስታላት ተረኺቦም ኣብ ጥቕሚ ወዒሎም። ክሳብ ሽዑ ግን X-ዝተቖርጹ ኳርትዝ ክሪስታላት ጥራይ እዮም ዝጥቀሙ ነይሮም። X-ዝተቖርጹ ክሪስታላት ~-20ppm/ ዲግሪ ሙቐት ምልክት ክህልዎም እንከሎ፡ Y-ተቖሪጾም ክሪስታላት ድማ ~+100ppm/ ዲግሪ ዘርኣዩ ኮይኖም፡ ዝተፈላለዩ ምቑራጽ ክሪስታላት ዝተፈላለየ ሙቐት ምውህሃድ ከውጽኡ ከም ዝኽእሉ የመልክት።

ብ1927 ዋረን ማሪሰን ካብ ቤል ላብስ ናይ መጀመርታ ናይ ኳርትዝ ክሪስታል ኦሲሌተር ስታንዳርድ ኣዳለወ።

ኣብ 1928 ዋረን ማሪሰን ኣብ ቤል ቴሌፎን ላቦራቶሪስ ናይ መጀመርታ ናይ ኳርትዝ ክሪስታል ሰዓት ፈጢሩ። ኳርትዝ ሰዓታት ንልክዕ ፔንዱለም ሰዓታት ተኪኡ ኣብ ዓለምና ዝበለጹ ልክዕ መቆጻጸሪ ሰዓት (ክሳብ ኣቶሚክ ሰዓታት) ኮይኑ።

ኣቶሚክ ሰዓታትኣብ እዋን ምምጣጥ/ምፍታሕ ኣቶሚክ ጸዓት ዝፍኖ ኤሌክትሮማግኔታዊ ማዕበላት ንጊዜ ይጥቀሙ፣ ኣብ 20 ሚልዮን ዓመት ~1 ካልኢት ጌጋ ትኽክለኛነት ይረኽቡ-ኣብዚ እዋን እዚ ኣብ ዓለምና እቲ ዝበለጸ ልክዕ መሳርሒ ምሕላው ግዜ።

ኣብ 1934፡ AT-ን BT-ን ዝተቖርጹ ኳርትዝ ክሪስታል ሬዞነተራት ተቐልቂሎም፡ ብናጻ ብላክ/ዊላርድ/ፌር (ኣመሪካ)፡ ኮጋ (ጃፓን)፡ ከምኡ’ውን ቤክማን/ስትራውቤል (ጀርመን) ተረኺቦም።

​2. ዘመን ምርምርን ምዕባለን፡ ጅምላዊ ምፍራይ ክሪስታል ኦሲሌተራት​

ብ1950 ኣቶሚክ ሰዓታት ተማህዘ። ኳርትዝ ሰዓታት ኣብ ውሽጢ 30 ዓመት (30ms/yr) ዝለዓለ ልክዕነት 1 ካልኢት ኣመዝጊቦም። ቤል ላብስ ንንግዳዊ-መጠን ዕብየት ክሪስታል ኳርትዝ ዝኸውን መስርሕ ሃይድሮተርማል ፈላሚት እያ።

​3. ዘመነ ልምዓት: Batch Production & Shift ካብ ወተሃደራዊ ናብ ሲቪላዊ ኣጠቓቕማ​

ኣብ 1968 ዩርገን ስታውድተ ካብ ኣቬሽን ሰሜን ኣሜሪካ፡ ንኮዋርትዝ ክሪስታል ኦሲሌተራት ንምፍራይ ዝሕግዝ መስርሕ ፎቶሊቶግራፊ ብምምሃዝ፡ ከም ሰዓታት ዝኣመሰሉ ተንቀሳቐስቲ ፍርያት ምኒያቱራይዜሽን ኣኽኢሉ።

ኣብ 1976 ናይ መጀመርታ SC-ዝተቖርጹ ክሪስታላት ተረኺቦም። ብቐንዱ ኣብ ፎርኖ-ዝተቖጻጸሩ ክሪስታል ኦሲሌተራት (OCXOs) ዝጥቀሙሉ ምኽንያት ኣብ OCXO ናይ ስራሕ ሙቐት ምቹእ ሙቐት ምውህሃዶም ስለዘለዎም።

​4. ቅልጡፍ ምዕባለ ዘመን፡ ዝተፈላለየ ኣፕሊኬሽናት ኣብ ኤሌክትሮኒክስ​

ካብ 1990 ክሳብ ሕጂ ኳርትዝ ኦሲሌተራት ካብ ዲኣይፒ ናብ ንኣሽቱ ኤስኤምዲ ፓኬጃት ብምምዕባል ካብ ባህላዊ ብረት መሸፈኒታት ናብ ፕላስቲክ/ሓጺን/ሴራሚክ መሸፈኒታት ተሰጋጊሮም እዮም። ትኽክለኛነትን ፍሪኩዌንሲን ዝድለ ነገራት እናወሰኸ ብምምጽኡ፡ ዝረቐቐ መስርሕ ምፍራይ ይጠልብ። ኣፕሊኬሽናት ካብ ኒች ኣጠቓቕማ ናብ ዝተፈላለዩ ዓውድታት ከም 5G, IoT, ኣውቶሞቲቭ ኤሌክትሮኒክስ, ስማርት ክንክን ጥዕናን በሊሕ መሳርሒታትን ተሰፊሖም።

​III. መጠቃለሊ​

ካብ 1880 ክሳብ 1956 ዝነበረ 70+ ዓመታት መሰረታዊ እዋን ናይ ኳርትዝ ኦሲሌተራት ኮይኑ፡ ብመሰረታዊ ምህዞታትን ጽልዋ ዘለዎም መሃዝትን ዝልለ እዩ። ምዕባለ ቴክኖሎጂ ኳርትዝ ቀስ ብቐስ መስርሕ ምርካብ፣ ምርዳእን ብስለትን ዘንጸባርቕ እዩ-ምዕባለታት ክጓየዩ ኣይክእሉን እዮም።