А вы заметили, что кварцевые резонаторы стремительно исчезают с печатных плат и уже сегодня эти радиоэлементы уходят в историю, так же как селеновые выпрямители, бумажные конденсаторы, радиолампы или германиевые транзисторы. Даже МЭМС-кварцевые генераторы вообще не являются «кварцевыми», хоть и маркируются символами с характерным «Х» (OXCO, TXCO Super-TXCO), символизирующим кварц!
Раннее кварцевый резонатор был ключевым компонентом радиосвязи, отвечающим за генерацию несущих, фильтрацию промежуточной частоты или обрезку боковых полос. Олдскульные аматоры помнят, что в многоканальных радиоприемниках были десятки резонаторов, причем наиболее важные из них имели поддерживаемую температуру для обеспечения высокой стабильности. Они работали в пенопластовой коробке вместе с нагревателем и термостатом. Кварцы использовались даже в генераторах несущей коммерческих радиостанций, поскольку в то время обеспечивали лучшую стабильность частоты.
Работа часов, измерительной аппаратуры и ТВ систем PAL/SECAM, всегда основывалась на кристаллах кварца, а их частоты, кратные степени двойки или равные десяткам, стали стандартом. Позже, когда наступила эра микропроцессоров, кварцевые резонаторы понадобились для их тактирования и работы последовательных интерфейсов.
В результате, в продаже появились версии с разным способом огранки кристаллов, корпусом, размером и, конечно же, частотой. Всего нескольких сотен различных элементов.
Это развитие во многом тормозилось разработкой синтезаторов частот ФАПЧ, благодаря которым аппаратура теле- и радиосвязи довольствовалась одним резонатором. Но вот на смену высокостабильным эталонным источникам колебаний для высококлассного оборудования пришли атомные часы (молекулярные, квантовые), которые сегодня имеют размер небольшого кварцевого фильтра. Большинство микроконтроллеров работают с использованием встроенных RC-генераторов, а кварц для тактирования сейчас встречается уже редко.
Еще одним большим изменением стало распространение систем спутниковой навигации и Интернета. Спутники и NTP-серверы в сети обеспечивают источник времени с превосходной точностью в профессиональном оборудовании и даже используются в домашних настенных часах. Благодаря выходу 1pps приемники GNSS также позволяют синхронизировать время, то есть устанавливать цикл точно по проходящим секундам, что невозможно при использовании источников опорной частоты, работающих независимо.
Классические кварцевые резонаторы в характерных металлических корпусах вытесняются с рынка из-за миниатюризации, поскольку они слишком велики по отношению к другим радиоэлементам и имеющемуся пространству в приборах, а кроме того, чувствительны к механическим воздействиям. Вместо этого ставят миниатюрные генераторы, в которых кварц встроен в корпус микросхемы и больше не виден как отдельный компонент. В авиационной, космической и автомобильной промышленности устойчивость к перегрузкам является ключевым вопросом, и данные изменения там произошли уже давно.
Последними технологическими новинками являются МЭМС-генераторы, которые вообще не содержат кристалла, поэтому не используют пьезоэлектрический эффект. Вибрирующий элемент представляет собой точную сверхминиатюрную кремниевую структуру, изготовленную с помощью фотолитографии и травления, колебания которой возбуждаются и поддерживаются с электростатическим взаимодействием. Также в них имеется микросхема с генератором, контуром ФАПЧ, температурной компенсацией, стабилизатором питания, что в совокупности обеспечивает стабильность частоты в зависимости от температуры и точность, эквивалентную кварцевым резонаторам высшего класса, что подтверждает характерная маркировка «1,000000 МГц».