Кварцевый резонатор – электронное устройство, использующее пьезоэлектрический эффект и явление механического резонанса для построения высокочастотного резонансного элемента в электронных схемах.
Кварцевые резонаторы состоят из пластин, тонких цилиндров, колец или брусков, которые вырезаются из кристалла кварца с определенной ориентацией относительно кристаллографических осей. На этих структурах наносятся проводящие металлические полосы в виде электродов. Резонатор механически закрепляется в узлах рабочего режима колебаний, чтобы уменьшить потери колебательной энергии. Кварцевый резонатор имеет собственную резонансную частоту механических колебаний.
При подаче напряжения на электроды происходит изгиб, сжатие или сдвиг в зависимости от ориентации кристалла, конфигурации электродов и расположения точек крепления. Кварцевый резонатор ведет себя электрически как резонансный контур, который состоит из конденсатора, индуктивности и резистора. Если частота приложенного напряжения близка к частоте собственных колебаний резонатора, затраты энергии на поддержание колебаний минимальны.
Пьезоэлектрический эффект был открыт Жаком и Пьером Кюри в 1880 году. Впоследствии, в 1917 году, Александр М. Николсон из Bell Telephone Laboratories создал первый электромеханический резонатор на основе сегнетовой соли, а в 1921 году Уолтер Гайтон Кэди изготовил резонатор из кварца. Дальнейшие улучшения кварцевых резонаторов были предложены Льюисом Эссеном и Джорджем Вашингтоном Пирсом. С начала 1920-х до 1930-х годов были разработаны первые кварцевые резонаторы со стабильной частотой. Использование кварцевых резонаторов в радиостанциях для задания несущей частоты началось с 1926 года, что привело к росту производства кварцевых резонаторов различными компаниями.
В целом, кварцевые резонаторы являются важным компонентом в электронных устройствах, таких как компьютеры, мобильные телефоны, GPS-навигаторы и многие другие. Они обеспечивают точную и стабильную основу для высокочастотных сигналов, позволяя электронным устройствам функционировать эффективно и надежно.