Un oscillateur à cristal est un appareil utilisé pour transformer l’énergie électrique en ou la produire à partir d’énergie mécanique. Dans la plupart des cas, ces oscillateurs sont soumis à une impulsion électrique qui les fait osciller à une fréquence précise. La fréquence de chaque cristal reste stable à diverses températures et pressions et en présence de nombreux matériaux et produits chimiques différents, ce qui le rend idéal pour les opérations qui nécessitent une synchronisation précise dans de nombreuses circonstances. Ces dispositifs sont couramment utilisés dans les montres et l’électronique à la fois pour leur précision et leur durabilité.
Les propriétés de l’oscillateur à cristal ont été découvertes pour la première fois en 1880 par Pierre et Jacques Curie. Ces deux scientifiques ont découvert que les cristaux de quartz produisaient une charge électrique lorsqu’ils étaient déformés et changeaient de forme physique lorsqu’ils étaient soumis à une charge électrique, une propriété qu’ils ont appelée l’effet piézoélectrique. Des expériences avec ces cristaux ont montré qu’ils oscillaient à une fréquence précise lorsqu’un courant électrique les traversait.
L’un des principaux composants d’un oscillateur à cristal est le cristal lui-même. De nombreux types de cristaux différents peuvent être utilisés comme oscillateurs, mais la variété la plus couramment utilisée est le quartz, qui est souvent cultivé dans des circonstances contrôlées avant d’être coupé et utilisé comme oscillateur. Le cristal est découpé en une fine tranche ou en forme de diapason puis placé entre deux plaques métalliques conductrices. Lorsque le courant traverse l’appareil, le cristal commence à se dilater et à se contracter, ou à osciller, à une fréquence précise. Un amplificateur connecté à l’oscillateur à cristal augmente la sortie de l’appareil qui peut ensuite être utilisé pour chronométrer des processus mécaniques ou électriques.
La stabilité de la fréquence d’un oscillateur à cristal le rend idéal pour une utilisation dans les montres et l’électronique. Le cristal de quartz a été utilisé pour contrôler le chronométrage des montres depuis peu de temps après la découverte de l’effet piézoélectrique. Les montres équipées de ces oscillateurs sont connues pour leur capacité à résister aux changements de température et de pression et à rester précises pendant de longues périodes.
En électronique, les oscillateurs à cristal sont souvent utilisés dans les ordinateurs, les téléphones portables et les radios. Les cristaux sont utiles dans ces appareils en raison de la précision de leur oscillation, ce qui permet au cristal d’être utilisé pour filtrer les fréquences indésirables. L’oscillateur à cristal se dilate et se contracte également principalement le long d’un axe, ce qui confère au dispositif un faible déphasage. Ces deux qualités lui confèrent la capacité de chronométrer un processus avec précision et de maintenir un signal fort, deux qualités qui le rendent idéal pour une utilisation en électronique.