1. Quartz
석영, 보통 SiO2 단결정을 일컫으며, 수정이라고도 불린다.2. 수정발진기
수정 발진기(quartz oscillator) 자체를 이르기도 하고 이를 이용한 시계를 쿼츠라고 부르기도 한다.정확한 주기의 신호를 발생시키는 20세기 전자기술의 경이. 수정(석영 결정)은 일정한 방향으로 힘을 가하면 압전효과에 의해 전기를 발생시키기도 하고 반대로 전압을 가하면 기계적으로 변형되기도 한다. 이 성질을 이용하면 수정편의 형상에 따라 일정한 주파수의 전기신호에 공진하는 동조회로를 만들어 발진회로로 쓸 수 있다. 수정은 온도 수명 등에 기계적 신축 안정도가 높으므로 이를 이용한 발진회로는 온도 변화나 경년 변화에도 주파수 안정도가 매우 높다.
수정진동자가 보편화되기 이전에는 기계식 시계는 정밀 고급품이라고 해도 하루에 수십 초 가량의 오차가 흔했는데 수정진동자를 이용한 쿼츠시계는 단번에 이를 하루에 1초 정도로 줄였고 고급품은 더 나아가 한 달에 수 초 정도까지 정확해지게 되었다. 또한 무선 통신에서도 그전에 이용하던 코일과 축전기로 이뤄진 동조회로보다 월등히 정확한 주파수를 유지할 수 있어서 통신에 큰 기여를 하였다. 또 발진자로서뿐만 아니라 정확한 밴드패스 필터의 역할도 하므로 원하는 신호 외 잡음 신호를 칼같이 필터링해내어 SSB 변조 등 각종 통신의 발전에 커다란 기여를 하였다. 초기에는 비싸서 전화국 통신장치나 군용무전기 등 통신기기에 주로 쓰였지만 컬러TV에도 쓰이며 일반 전자제품에도 널리 사용되었다. 특히 안정적인 클럭이 필요한 컴퓨터 등 디지털 회로는 이런 수정진동자 없이는 실용화를 생각하기 어렵다.
이렇게 높은 정밀도와 안정도를 가진 발진자를 이렇게 값싸게 구현한 것은 20세기의 매우 경이적인 기술혁신이었으며 현대의 전자통신기술이나 디지털 기술 등은 수정발진기 없이는 생각하기 어렵다. 현재로도 대부분의 전자장치에는 수정진동자가 거의 빠지지 않고 쓰이고 있다. 항온오븐에 보호한 수정발진기 보다 더 높은 안정성을 확보하는 수단은 수만 달러나 하는 루비듐/세슘 클럭 등 원자시계를 사용하는 방법 밖에 없었다. 요즘은 마이크로프로세서로 보정하는 정밀 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)제품은 10−8 에서 10−7 정도로 루비듐 시계의 1/10 정도의 안정성(루비듐이 더 안정적임)도 가능하다. 지금은 GPS로 훨씬 싸게 보정이 가능하다.
과거에는 제법 사이즈가 있어서 초기에는 작은 성냥곽 정도 크기나 도미노나 우표 짝만 했지만 새끼 손톱 크기 정도로 줄어들었고 요즘은 알약이나 긴 쌀알만한 것도 있다. 발진주파수는 수십 kHz에서 수십 MHz 까지 있으며 그 이상은 체배기로 고조파(harmonic)으로 3배 5배등 주파수를 뻥튀기할 수 있기는 한데 차라리 안정성이 비교적 떨어지는 발진기 달아놓고 PLL(Phase-Locked Loop)회로를 구성하여 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)와 대조하는 식으로 주파수 안정성을 높인다. 이러면 가변 발진회로 VCO 의 주파수를 카운터로 나누어서 피드백 루프에 수정발진자를 필터로 사용하면 카운터 값에 따라 발진 주파수를 단계적으로 변화시킬 수 있다.
시계에서 많이 쓰는 것은 32.768 kHz 로 이는 1 Hz 의 215 = 32768배이므로 1초 신호를 발생시키기 좋다. 또 NTSC TV 등에서 사용하는 컬러 서브캐리어 주파수인 3.579545 MHz (3.58 MHz)의 주파수의 수정진동자도 각종 회로에 널리 쓰이는 편이다. 단 수정진동자는 각 부품마다 진동수가 고정되어 있으며 이를 크게 변경할 수 없어서 과거에 군용무전기 등에서는 여러 주파수 채널로 통신을 하려면 각각의 주파수에 대한 수정진동자를 휴대하고 다니며 교체를 해야 했다.
최근에는 실리콘 MEMS 를 이용한 대체품이 나오고 있지만 더 작고 가격이 싸다는 것 말고는 모든 성능에서 (주파수 안정도, 온도 안정도, 위상 잡음 등) 수정 발진자에 한참 미치지 못하고 심지어는 수소나 헬륨 가스에 취약하다는 약점도 있어서 장난감 같은 대규모 초저가 응용 외에는 수정발진자를 대체하기 어렵다.