タイミング デバイスはさまざまな電子製品に広く適用されており、回路に定期的なクロック信号を提供し、電子デバイス間の調整や同期を可能にします。このテキストでは、タイミング デバイスのカテゴリと、ヘルスケア製品におけるMurataタイミング デバイスの応用について簡単に紹介します。
高品質のタイミングデバイスは高精度の医療要件を満たすことができます
各種電子機器には多数の電子回路が含まれています。クロック信号は、一定の規則性を持って間隔振動を行う定常信号であり、定常周期振動とも説明でき、回路の正常な動作に必要な信号です。つまり、電子回路はクロック信号を参照して動作します。クロック信号は、回路が機能を動作させるためのタイミングの通知を提供するだけでなく、回路と周辺コントローラ間の調整や同期も可能にするからです。一定の周期で振動するタイミング装置によって生成される基準信号は、電子機器の正常な機能を保証するために不可欠です。 ほとんどのタイミングデバイスでは、コア要素はセラミックまたは水晶で作られています。
タイミングデバイスはどのようにして安定したクロック信号を生成するのでしょうか? 動作原理は圧電効果を採用することであり、特定の圧電材料は機械的ストレスを加える過程で生成される電荷の蓄積に反応することができます。逆圧電効果とは、圧電材料に電界を印加すると内部に機械的歪みが生じる効果です。これらの原理を水晶やセラミックに適用すると、安定した周波数の振動を生み出すことができます。
水晶デバイスは、用途、カテゴリ、機能によって、安定した水晶を利用して一定周波数の発振を生成する水晶と、水晶発振回路に適用されるモジュール パッケージを備えた水晶発振器に分類できます。圧電セラミックスの機械的共振原理を応用した振動部品を備えたセラミック共振器は、小型・大量生産に非常に有利であり、自動車用電子機器、消費者向け機器、家庭用電化製品などの一連の用途に使用できます。
共振材料は、多結晶（セラミック）と単結晶（水晶）の2つのカテゴリに分けられます。 多結晶（セラミック）のほとんどは微細な結晶で構成されており、各結晶には正または負に帯電した原子が含まれています。高い直流電圧を印加することで、自発分極により生じた分極軸が均一な方向に整列し、多結晶構造の圧電セラミックスに変化します。 単結晶（水晶）は圧電単結晶であり、結晶欠陥や不純物が少ないため、高周波温度特性に優れています。 人工水晶の製造では、結晶欠陥や不純物のレベルを最小限に抑えて天然水晶の特性に近づけるために、品質に特別な注意を払っています。
村田製作所の水晶振動子は、一般的な水晶振動子とは異なる パッケージ 構造を採用しています。一般的な水晶振動子がキャビティ構造のセラミックパッケージを採用しているのに対し、村田製作所の水晶振動子は、セラミック振動子にアルミナ基板と金属キャップを組み合わせた平面構造を採用しています。従来の水晶振動子と比較して、供給の安定性が向上し、それに応じて生産能力が増加すると同時に材料コストも削減できます。
血糖値測定器や血圧計などの健康管理用電子製品では、タイミング装置が測定精度に重大な影響を及ぼします。 さらに、絶妙なボリュームのタイミングデバイスにより、製品サイズを縮小し、消費電力を削減することもできます。 血糖測定器のタイミング装置を例にとると、村田のプログラムの選択肢がわかります。 まず、メインプロセッサ、USB、ディスプレイ制御ユニットを対象に、CSTCR-Gシリーズ（4〜7.999MHz）とCSTNE-G＆CSTNE-Vシリーズ（8〜20MHz）にSMDセラミック共振器を採用し、外部負荷コンデンサなしで小型 パッケージ による高密度実装を実現しました。また、貴金属（パラジウム）を一切使用せず、金属電極技術によるセラロック® ベースメタルを採用することで長期安定供給を実現しています。
樹脂封止パッケージを採用したXRCGB-F-Pシリーズ(16MHz/24MHz/32MHz)のSMD水晶振動子はBLE(Bluetooth Low Energy)に使用可能であり、金属封止パッケージを採用したXRCMDシリーズ(32MHz)のSMD水晶振動子もBLEに使用可能です。37.4MHz/38.4MHz/40MHz/48MHzの周波数の水晶振動子はWiFiで使用可能ですが、金属封止パッケージを採用したXRCTDシリーズのSMD水晶振動子（37.4MHz/38.4MHz/48MHz）もWiFiで使用可能です。BLEではXRCTD(32MHz)水晶振動子が使用できます。これらのデバイスは、村田製作所独自のパッケージング技術を採用し、これらの小型で高品質な水晶振動子を実現しており、負荷コンデンサは、最適な値に達するように容量を指定できるユーザー設計に依存します。
さらに、WMRAGシリーズ（32.768kHz）のMEMSタイミングデバイスもBLEで使用できます。 村田製作所のMEMS共振器は、一定の周波数を生成するための機械共振器として使用される圧電部品です。MEMS技術の採用により、現在の水晶振動子では実現できない、世界最小の体積と極めて低いESR特性を持つ振動子を実現しました。村田製作所のMEMS共振器は、初期周波数や温度による周波数シフトを補正する能動素子を使用せずに優れた周波数精度と安定した温度特性を実現する超小型チップスケールパッケージ（CSP）を採用しており、お客様の消費電力と実装スペースの削減に役立ちます。
PKLCSシリーズ（2.0 kHz/2.4 kHz/4.0 kHz）およびPKMCSシリーズ（4.0 kHz）の圧電音響発生器は、 ポケベルに使用できます。この種類のSMD圧電音響発生器は、血糖値測定器、診療所用体温計、カメラのフラッシュ、携帯端末などの小規模機器を対象に最適化されています。高密度実装用SMD音響発生器は、村田製作所独自の音響設計・構造設計技術と高性能セラミックスを採用して開発された製品です。