¿Por qué el prevelance de osciladores mecánicos en circuitos electrónicos?

Porque los dispositivos mecánicos son mucho más estables que sus contrapartes eléctricas. Comparemos un oscilador de cristal con un oscilador LC:

Cristal:

• Tiene una Q muy alta. Según wikipedia , un oscilador de cristal tiene una Q típica de 10,000-1,000,000 .
• Estable con la temperatura. Muchos cristales se especifican a < 50 ppm sobre su rango de temperatura, y también están disponibles cristales con compensación o control de temperatura, hasta ~ 1 ppm con temperatura
• Fabricado con una tolerancia estrecha. Los cristales baratos generalmente se especifican a ~ 25 ppm, pero hay tolerancias más estrictas disponibles

LC o RC:

• No está disponible como dispositivo integrado, por lo que debe ensamblarse desde los componentes de la plataforma (a menos que esté integrado en un mcu o similar)
• Q baja, es difícil hacer un inductor con una Q más alta que unos pocos cientos
• Sensible a la temperatura: hacer que los inductores de temperatura estable sean difíciles

• Sensible al voltaje: el voltaje de umbral y el voltaje de carga en el circuito de realimentación generalmente depende del voltaje.

  Sin embargo, eso no significa que los osciladores eléctricos nunca se usen, solo que no se usan donde se necesita una gran precisión. Sin embargo, tienen algunas ventajas sobre los osciladores de cristal:

• Se pueden integrar fácilmente en otro IC. Muchos microcontroladores ahora vienen con un oscilador integrado

• Ellos (a veces) usan menos poder. Muchas veces, un microcontrolador incluirá un oscilador de baja potencia para ejecutar el temporizador de vigilancia, que usa menos energía que un cristal de alta velocidad (MHz) y, a veces, menos energía que un cristal de baja velocidad (32.768 kHz).
• Ya que pueden integrarse en un IC, pueden usarse en lugares donde un cristal sería demasiado grande
• Se pueden sintonizar con bastante facilidad. Un cristal solo puede desplazarse realmente unos pocos kHz de su frecuencia calibrada, pero ajustando la capacitancia del circuito LC (como con un diodo varactor), la frecuencia se puede ajustar en un rango bastante amplio. Esto significa que los osciladores LC se pueden usar en circuitos como PLL o VCO, posiblemente incluso bloqueados a una referencia de cristal.

Los osciladores no mecánicos se utilizan en muchos dispositivos, pero no en aquellos donde se requiere una sincronización precisa.

En realidad no es si los inductores y los condensadores se pueden hacer con más precisión que un oscilador mecánico. Es si esos componentes pueden operar de manera estable en los rangos de voltaje / temperatura. A menos que desee diseñar todos sus circuitos para que tengan una referencia de voltaje de intervalo de banda, un termómetro y un circuito de calefacción para mantener constante la tensión / temperatura, no puede hacer que los inductores y condensadores funcionen en cualquier lugar tan estable como lo hace un cristal. .

Para ajustar un cristal a la frecuencia correcta durante la fabricación, asumo que podrían pulirlo hasta que tenga el tamaño correcto. También puede fabricar tapas e inductores tan precisos como necesite. El problema es que simplemente no se quedará allí.