ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি এমন সিস্টেমে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে যেখানে সময়কে অনেক বেশি গুরুত্ব দেওয়া হয়, বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে সবকিছু সঠিকভাবে সিঙ্ক করে রাখে। টেলিকম, গাড়ি এবং কারখানার স্বয়ংক্রিয়তা সহ শিল্পগুলি দেখুন - এখানে ছোট ছোট সময়ের ভুলগুলি সত্যিই জিনিসগুলিকে বিশৃঙ্খল করে দিতে পারে, বড় সমস্যার সৃষ্টি করতে পারে বা শুধুমাত্র অকার্যকরতা ঘটাতে পারে। গাড়ি খণ্ডটি একটি ভাল উদাহরণ। এই ছোট ছোট ডিভাইসগুলি আজকাল যে সুন্দর ড্রাইভার সহায়তা সিস্টেমগুলি দেখা যায় তার জন্য সম্পূর্ণ প্রয়োজনীয়। তারা সময় সঠিক রাখে যাতে সমস্ত নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যগুলি কাজ করে যখন তাদের প্রয়োজন, যা স্পষ্টতই প্রকৃত পরিস্থিতিতে গাড়ি চালানোর সময় বড় পার্থক্য তৈরি করে।
ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি অত্যন্ত নির্ভুল যা সময়ের ত্রুটি কমায় এবং সময়ের উপর নির্ভরশীল সিস্টেমগুলিকে অনেক বেশি নির্ভরযোগ্য করে তোলে। এদের নির্ভুলতা শিল্পগুলি জুড়ে পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট চিপ এবং যোগাযোগ ব্যবস্থার মতো জটিল নেটওয়ার্কগুলি মসৃণভাবে চালাতে সাহায্য করে। এমন নির্ভুলতা ছাড়া সমস্ত সময়ের জন্য সমন্বয়ের সমস্যা ঘটবে। এজন্য অনেক প্রকৌশলী গুরুত্বপূর্ণ সিস্টেমগুলি ডিজাইন করার সময় ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলির উপর নির্ভর করেন। এগুলি সমস্ত কিছুকে সমন্বিত করতে ভালো কাজ করে যা মেরামত এবং বন্ধ থাকার সময় খরচ বাঁচায় এবং ব্যয়বহুল সরঞ্জামগুলির আয়ু বাড়ায়।
নির্ভুল টাইমিং-এ বিভিন্ন ধরনের ক্রিস্টাল অসিলেটর বিশেষ ভূমিকা পালন করে, যেখানে প্রতিটি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্রদান করে যা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।
টেম্পারেচার কমপেনসেটেড ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি, যা সাধারণত টিসিএক্সও নামে পরিচিত, এমন পরিস্থিতিতে কম্পন স্থিতিশীল রাখতে সাহায্য করে যেখানে তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়। এই কারণেই এই ছোট উপাদানগুলি জিপিএস ইউনিট, মোবাইল ফোন এবং অন্যান্য গ্যাজেটগুলিতে ব্যবহৃত হয় যা আমরা প্রতিদিন ব্যবহার করি। টিসিএক্সওগুলি যে কারণে আলাদা হয়ে আছে তা হল যে এগুলি বেশ ভালো সঠিকতা দেয় এবং সঙ্গে সঙ্গে খরচও কম থাকে। বেশিরভাগ প্রস্তুতকারকই এটি বুঝতে পারে যে এমন পণ্যগুলিতে সময় নির্ধারণের প্রয়োজন থাকে কিন্তু ল্যাব সরঞ্জামগুলিতে যে মহার্ঘ সঠিকতা থাকে তা দরকার হয় না। এই বাস্তব পদ্ধতির কারণে টিসিএক্সওগুলি স্থির থাকা ডিভাইসের ক্ষেত্রে বা কারও ব্যাকপ্যাকে রাখা এবং শহরের বিভিন্ন জায়গায় স্থানান্তরের ক্ষেত্রে পছন্দের বিকল্প হয়ে ওঠে।
OCXO বা ওভেন কন্ট্রোলড ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি কার্যকরী ক্রমাগত তাপমাত্রা বজায় রাখতে অভ্যন্তরীণ ওভেন রয়েছে বলে কম্পন কম্পাঙ্কগুলি স্থিতিশীল রাখে। এই কারণে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এই ডিভাইসগুলি খুবই গুরুত্বপূর্ণ যেখানে নিখুঁত সঠিকতা প্রয়োজন, যেমন জিপিএস উপগ্রহ, প্রতিরক্ষা বাহিনী দ্বারা ব্যবহৃত রাডার সিস্টেম এবং গবেষণা সুবিধাগুলিতে ল্যাব সরঞ্জাম। অবশ্যই, অন্যান্য বিকল্পগুলির তুলনায় এগুলি বেশি খরচ এবং অতিরিক্ত শক্তি ব্যবহার করে, কিন্তু যেখানে মিলিসেকেন্ডের ব্যাপারে সঠিকতা প্রয়োজন সেখানে এই বিনিয়োগ বেশ লাভজনক। বিভিন্ন শিল্পের প্রকৌশলীরা OCXO-এর উপর নির্ভর করেন কারণ পরিবেশগত তাপমাত্রার যে কোনও পরিবর্তনের মধ্যেই এই অসিলেটরগুলি নিখুঁতভাবে কাজ করতে থাকে। এমন নির্ভরযোগ্যতার কারণে যেখানে সঠিক সময়কে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়, OCXO প্রায় স্ট্যান্ডার্ড হয়ে গেছে।
ভোল্টেজ কন্ট্রোলড ক্রিস্টাল অসিলেটর (VCXO) এর মাধ্যমে প্রকৌশলীরা বিভিন্ন ভোল্টেজ প্রয়োগ করে ফ্রিকোয়েন্সি সমন্বয় করতে পারেন, যা নির্ভুল সময়কালীন সমন্বয়ের প্রয়োজন হলে এই ডিভাইসগুলিকে প্রকৃত নমনীয়তা প্রদান করে। এই অসিলেটরগুলি প্রায়শই ফেজ লকড লুপ, ক্লক রিকভারি সেটআপ এবং বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। তবে এদের স্থিতিশীলতা নিয়ে আপস করতে হয়। TCXO এবং OCXO এর তুলনায় VCXO এর ক্ষেত্রে ফ্রিকোয়েন্সি ধরে রাখা ততটা ভালো হয় না। যেসব প্রকল্পে চটকামার্জিত স্থিতিশীলতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, সেসব ক্ষেত্রে ডিজাইনারদের এটি মাথায় রাখা দরকার। তবুও অসংখ্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এগুলি যথেষ্ট মূল্যবান কারণ এদের নমনীয়তা অত্যন্ত উল্লেখযোগ্য, বিশেষ করে এমন সিস্টেমে যেখানে পরিচালনার সময় পরিস্থিতি নিত্যনতুন হয়ে থাকে।
টেলিকম এবং 5G নেটওয়ার্ক অপারেশনগুলিতে সিস্টেমগুলির মধ্যে ডেটা সিঙ্ক্রোনাইজড রাখার বেলায় ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই ক্ষুদ্র উপাদানগুলি সঠিক সময়কাল বজায় রাখে যাতে সবকিছু সমস্যাহীনভাবে সংযুক্ত থাকে, যা ডিভাইসগুলির মধ্যে দ্রুত ডেটা স্থানান্তরের হার এবং নির্ভরযোগ্য যোগাযোগের জন্য সম্পূর্ণ প্রয়োজনীয়। এখন যেহেতু 5G সর্বত্র চালু হয়েছে, বিশেষ করে স্ব-চালিত গাড়িগুলি এবং আমরা যেসব ইন্টারনেট অফ থিংস গ্যাজেটগুলি দেখছি তার জন্য ন্যূনতম বিলম্বের সাথে যোগাযোগের প্রয়োজন এখন চরমভাবে বেড়েছে। এজন্যই সুপার সঠিক অসিলেটরগুলির উৎপাদন সম্প্রতি প্রস্তুতকারকরা বাড়িয়েছে। সমগ্র শিল্পটি জানে যে ছাড়া শক্তিশালী সময়কাল নিয়ন্ত্রণের সাথে যে সেই দুর্দান্ত নতুন নেটওয়ার্কগুলি ঠিক ভাবে কাজ করবে না যত টাকাই তাতে খরচ করা হোক না কেন।
ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি গাড়ি এবং বিমান উভয়ের জন্যই খুব গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, কারণ এগুলি সবকিছু সঠিক সময়ে এবং সঠিকভাবে সিঙ্ক্রোনাইজড রাখতে সাহায্য করে। গাড়ির ক্ষেত্রে, এই ছোট ছোট ডিভাইসগুলি নিশ্চিত করে যে যেমন অ্যাডভান্সড ড্রাইভার সহায়তা বৈশিষ্ট্যগুলি ঠিকভাবে কাজ করছে এবং এন্টারটেইনমেন্ট সিস্টেম গানের মাঝখানে ফ্রিজ হয়ে না যায়। বিমান এবং উপগ্রহগুলির ক্ষেত্রে সময় আরও গুরুত্বপূর্ণ, কারণ পাইলটদের নেভিগেশন সিস্টেম থেকে সঠিক তথ্য প্রয়োজন এবং উপগ্রহগুলির দীর্ঘ দূরত্বের মধ্যে নির্ভরযোগ্যভাবে যোগাযোগ করা প্রয়োজন। তবে এই সিস্টেমগুলি যে পরিবেশে কাজ করে সেগুলি বেশ কঠিন হতে পারে। চরম তাপমাত্রা, উড়ানের সময় কম্পন বা মহাকাশে রেডিয়েশন এক্সপোজারের কথা ভাবুন। এই কারণেই প্রস্তুতকারকরা বিভিন্ন অসিলেটর ডিজাইন স্ট্রেসের অধীনে কতটা ভালো কাজ করে তা পরীক্ষা করতে অনেক সময় ব্যয় করেন এবং তারপরেই সত্যিকারের যানবাহন এবং মহাকাশযানে সেগুলি বসানো হয়।
শিল্প স্বয়ংক্রিয়করণ সেটআপ এবং আইওটি ডিভাইসগুলির ক্ষেত্রে, ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি সমস্ত সেন্সর, অ্যাকচুয়েটর এবং কন্ট্রোলারগুলি ঠিকঠাক ভাবে একসাথে কাজ করতে সাহায্য করে এমন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই ছোট উপাদানগুলি থেকে সঠিক সময়কাল ছাড়া, নেটওয়ার্কের মাধ্যমে সংগৃহীত এবং স্থানান্তরিত ডেটা এলোমেলো হয়ে যায়। এটাই কারণ যে কারণে প্রস্তুতকারকদের কাছে এগুলি সম্প্রতি খুব গুরুত্বপূর্ণ। যত বেশি করে কারখানাগুলি আইওটি প্রযুক্তি গ্রহণ করছে এবং শিল্প 4.0 প্রকল্পগুলি এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে, ততই অত্যন্ত নির্ভুল অসিলেটরের চাহিদা বৃদ্ধি পাচ্ছে। এই ক্ষুদ্র উপাদানগুলি মেশিনের বিভিন্ন অংশগুলির মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্রে দিনের পর দিন স্বয়ংক্রিয় সিস্টেমগুলি নিরবচ্ছিন্ন চালানোর ব্যাপারে বড় পার্থক্য তৈরি করে।
ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলির মধ্যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল স্থিতিশীল ফ্রিকোয়েন্সি আউটপুট। এই ডিভাইসগুলির দীর্ঘ সময় এবং বিভিন্ন পরিবেশগত অবস্থার অধীনে একই ফ্রিকোয়েন্সি উত্পাদন করে চলতে হবে। সেরা মানের অসিলেটরগুলি প্রতি মিলিয়ন অংশের মধ্যে স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে পারে, যা ল্যাব সরঞ্জাম বা রেডিও যোগাযোগের মতো জিনিসগুলির ক্ষেত্রে খুব গুরুত্বপূর্ণ। এমন নির্ভুলতা ছাড়া সংকেতগুলি বিকৃত হয়ে যায় এবং পরিমাপগুলি অবিশ্বাস্য হয়ে ওঠে। চিন্তা করুন কতটা গুরুত্বপূর্ণ এটি মেডিকেল ডায়াগনস্টিক্স বা স্যাটেলাইট সংক্রমণের ক্ষেত্রে, যেখানে ক্ষুদ্রতম ত্রুটিও বড় সমস্যার কারণ হতে পারে। এই কারণেই প্রস্তুতকারকদের এত সময় নিয়ে এই উপাদানগুলি পরীক্ষা করে বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সামঞ্জস্য করতে হয়।
উচ্চ গতি যোগাযোগের বেলা পরিষ্কার সংকেতের জন্য ফেজ নয়েস এবং জিটার নিয়ন্ত্রণে রাখা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এই সমস্যাগুলি যে সিস্টেমে কম, সেগুলিতে সাধারণত কম ট্রান্সমিশন ত্রুটি হয় এবং মোটামুটি সব ক্ষেত্রেই ভালো কর্মক্ষমতা প্রদর্শন করে। রাডার সিস্টেমের কথাই ধরুন অথবা অর্থ বাজারের সুপার ফাস্ট ট্রেডিং প্ল্যাটফর্মগুলি। এগুলি সবই এমন অসিলেটরের উপর নির্ভরশীল যেগুলি খুব স্থিতিশীল আউটপুট সরবরাহ করে। কেন? কারণ যখন ফেজ নয়েস এবং জিটার কম থাকে, তখন সময়কাল নির্ভুল থাকে এবং সংকেতগুলি পঠনযোগ্য থাকে। এই স্থিতিশীলতা ছাড়া গোটা অপারেশনই ভেঙে পড়তে পারে, বিশেষ করে সেখানে যেখানে মিলিসেকেন্ডের পার্থক্য সবকিছুর পার্থক্য ঘটায়।
উচ্চ সঠিকতা এর জন্য নির্মিত অসিলেটরগুলি কঠোর পরিবেশের সম্মুখীন হলেও ঠিকঠাক কাজ করে যেতে হবে। তাপমাত্রা পরিবর্তন, আর্দ্রতা এবং কম্পনের মতো পরিবেশগত পরিবর্তনগুলি সত্ত্বেও এদের ব্যর্থ না হওয়াটা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। গাড়ি, বিমান এবং ভারী যন্ত্রপাতি উত্পাদন শিল্পের মতো ক্ষেত্রে, এই ধরনের নির্ভরযোগ্যতা খুবই গুরুত্বপূর্ণ কারণ আবহাওয়া এবং অন্যান্য পরিবেশগত পরিবর্তনগুলি সরাসরি প্রভাবিত করে থাকে যে কোনও যন্ত্রের কার্যকারিতা। এই ধরনের উপাদানগুলির আয়ু বাড়ানোর জন্য, কোম্পানিগুলি এখন উন্নত মানের উপকরণ এবং উন্নত সুরক্ষামূলক আবরণ ব্যবহার করছে। এই উন্নয়নগুলি কঠোর পরিস্থিতিতে কার্যকারিতা বজায় রাখতে সাহায্য করে যা অন্যথায় সাধারণ অসিলেটরগুলি ব্যর্থ হওয়ার বা স্পেসিফিকেশন থেকে বিচ্যুত হওয়ার কারণ হতে পারে।
SRC60R030FBT-G হল একটি শীর্ষস্থানীয় ক্রিস্টাল অসিলেটর যা স্থিতিশীল ফ্রিকোয়েন্সি বজায় রাখার জন্য এবং ফেজ নয়েজ সমস্যা হ্রাস করার জন্য পরিচিত। টেলিকম খাত এবং ভারী শিল্পে নিযুক্ত প্রকৌশলীদের প্রায়শই তাদের প্রকল্পগুলি যখন নির্ভুল পরিমাপের প্রয়োজন হয় তখন এই মডেলটি ব্যবহার করতে দেখা যায়। এটিকে আলাদা করে কী? এই ডিভাইসটি কম্প্যাক্ট আকৃতির হওয়া সত্ত্বেও এটি কার্যকরী পারফরম্যান্স প্রদান করে এবং কঠোর পরিবেশের মুখোমুখি হওয়ার পরেও এটি টিকে থাকে। অনেক প্রস্তুতকারকই লক্ষ্য করেছেন যে এর উন্নত স্পেসিফিকেশন সত্ত্বেও এই অসিলেটরটি দীর্ঘমেয়াদী ভাবে অর্থ সাশ্রয় করে কারণ এটি সস্তা বিকল্পগুলির তুলনায় বেশি স্থায়ী এবং নির্ভুলতা এড়িয়ে চলে।
5G অবকাঠামো এবং মহাকাশ সরঞ্জামগুলিতে পাওয়া যায় এমন কঠোর সময়কালের প্রয়োজনীয়তার জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছে, SRE100N065FSUD8 এই সিস্টেমগুলির সবচেয়ে বেশি প্রয়োজনীয় জিনিসটি সরবরাহ করে। বিভিন্ন তাপমাত্রার মধ্যে অত্যন্ত কম ঝুলন্ত বৈশিষ্ট্য এবং অসাধারণ স্থিতিশীলতার সাথে, এটি কঠিন পরিস্থিতিতেও নির্ভুল সমমত বজায় রাখতে সাহায্য করে। প্রকল্পগুলির জন্য নির্ভরযোগ্য সময়কালের উপাদানগুলির প্রয়োজন হলে প্রকৌশলীরা প্রায়শই এই নির্দিষ্ট অসিলেটরের দিকে আশ্রয় নেন। যেখানে সময়কাল সঠিক হওয়া খুব গুরুত্বপূর্ণ, টেলিকমিউনিকেশন থেকে শুরু করে এমন সমস্ত ধরনের আধুনিক প্রযুক্তি অ্যাপ্লিকেশনে ডিভাইসটি ভালোভাবে কাজ করে, যেখানে একাধিক বিন্দুর মধ্যে নির্ভুল সমমতের উপর নির্ভর করা হয়।
স্থায়ী হওয়ার জন্য তৈরি, টপ21ওপিএন নিয়োগ কঠিন হলেও নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে, যা গাড়ি এবং কারখানার স্বয়ংক্রিয়তা সেটআপের মতো জিনিসগুলির জন্য এটিকে দুর্দান্ত করে তোলে। সময়ের সাথে এটি ভালো কাজ করতে থাকে কীভাবে? স্থিতিশীল ফ্রিকোয়েন্সি এবং ন্যূনতম পাওয়ার ড্র প্রধান কারণগুলির মধ্যে অন্যতম, বিশেষত যখন বন্ধ থাকার খরচ অর্থ হয় বা নিরাপত্তা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ হয়। অনেক প্রস্তুতকারক কোম্পানি এই অসিলেটরের উপর নির্ভর করে কারণ তাদের প্রয়োজন হয় যে উপাদানগুলি উৎপাদন চলাকালীন বা অন্যান্য মিশন-সমালোচনামূলক প্রক্রিয়াগুলিতে তাদের ব্যর্থ করবে না যেখানে থামা কেবল গ্রহণযোগ্য নয়।
সঠিক ক্রিস্টাল অসিলেটর বেছে নেওয়ার জন্য কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক যেমন ফ্রিকোয়েন্সি পরিসর, স্থিতিশীলতা বৈশিষ্ট্য এবং পাওয়ার প্রয়োজনীয়তা দেখা দরকার। সিস্টেমটির কোন ধরনের ফ্রিকোয়েন্সির প্রয়োজন? মূলত এটি আমাদের বলে দেয় যে আমাদের সেটআপের মধ্যে এই নির্দিষ্ট উপাদানটি কাজ করবে কিনা। যেসব অ্যাপ্লিকেশনে নির্ভুল সময়কাল নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়, সেসব ক্ষেত্রে স্থিতিশীলতা খুবই গুরুত্বপূর্ণ, উদাহরণস্বরূপ, জিপিএস মডিউল বা রেডিও ট্রান্সিভার ভাবুন। তবে ব্যাটারি চালিত যন্ত্রগুলি অন্য ধরনের চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। সেখানে শক্তি খরচ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে কারণ কেউই তাদের ডিভাইসটি কয়েক ঘন্টা ব্যবহারের পর মারা যেতে চায় না। এই সমস্ত প্যারামিটারগুলি সম্পর্কে জানা প্রকৌশলীদের প্রয়োজনীয়তা অনুযায়ী অসিলেটর বেছে নিতে সাহায্য করে, যা অবশ্যই ভবিষ্যতে অপ্রয়োজনীয় সমস্যা ছাড়াই ভালো সিস্টেম কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে।
টিসিএক্সও, ওসিএক্সও বা ভিসিএক্সও এর মতো বিভিন্ন ক্রিস্টাল অসিলেটরের মধ্যে নির্বাচন করার সময়, প্রয়োজনীয় নির্ভুলতা এবং নমনীয়তা কতটা প্রয়োজন তা-ই সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। প্রথমে টিসিএক্সও নিয়ে আসা যাক - এই তাপমাত্রা কম্পেনসেটেড ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি মধ্যম স্তরের নির্ভুলতা প্রয়োজন হলে ভালো কাজ করে এবং এগুলি বাজেটের পক্ষে অনুকূল। এগুলি তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে তাদের ফ্রিকোয়েন্সি সাম্জস্য করে থাকে যাতে পরিবেশের পরিবর্তনের মধ্যেও স্থিতিশীলতা বজায় থাকে। তারপর আছে ওসিএক্সও, বা ওভেন কন্ট্রোলড ক্রিস্টাল অসিলেটর। এই ধরনের অসিলেটরগুলি ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতার বিষয়ে সবচেয়ে বেশি নির্ভরযোগ্য, কিন্তু এদের দাম বেশি হয় কারণ এতে ব্যবহৃত ওভেন সিস্টেমটি অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা স্থিতিশীল রাখতে সক্ষম। আর অবশেষে ভিসিএক্সও, ভোল্টেজ কন্ট্রোলড ক্রিস্টাল অসিলেটরগুলি আমাদের ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজন মতো সামঞ্জস্য করার ক্ষমতা দেয়, যা কয়েকটি বিশেষায়িত অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে এদের উপযোগী করে তোলে। তবে মনে রাখা দরকার, এদের স্থিতিশীলতা অন্য দুটি অপশনের মতো ভালো নয়। এই সমস্ত তথ্য জানা থাকলে প্রকৌশলীদের তাদের নির্দিষ্ট সেটআপে সমাধানের জন্য সঠিক উপাদান নির্বাচন করতে সাহায্য করে।