Was ist ein Keramikresonator?
Ein Keramikresonator ist eine elektrische Komponente, die eine Serienresonanz- und eine Parallelresonanzmittenfrequenz aufweist. Es weist eine piezoelektrische Charakteristik auf, die das Keramikmaterial dazu bringt, winzige elektrische Energie zu erzeugen, wenn es einer elektromechanischen Expansion und Kompression ausgesetzt wird. Die resultierende mechanische Energiekomponente erzeugt die elektrische Komponente und umgekehrt, und das Ergebnis ist eine komplexe Reaktanz, die zu einer Resonanz führt, die als die Eigenschaft einer Mittenfrequenz beobachtet wird. Materialien wie Blei-Zirkonium-Titanat haben keramische piezoelektrische Eigenschaften.
Oszillatoren sind elektronische Schaltungen, die periodische Wellenformen erzeugen. Der Keramikresonator kann als Frequenzreferenz in dem elektronischen Oszillator verwendet werden, wobei die Genauigkeit der resultierenden Frequenz nicht so hoch ist wie in dem Kristalloszillator. Der Frequenzfehler für den Keramikresonatorschaltkreis kann bis zu 5% betragen, während der für den Kristalloszillator weniger als 0,1% beträgt.
Der Keramikresonator kann auch für Zwischenfrequenzverstärkerstufen (ZF) verwendet werden, die in Überlagerungsfunkempfängern zu finden sind, die eine gemeinsame ZF ableiten, um ein Teilband von Frequenzen zu empfangen. Beispielsweise kann ein Funkempfänger, der auf 1.000 Kilohertz (kHz) oder 1.000 Zyklen pro Sekunde eingestellt ist, eine Lokaloszillatorfrequenz von 1.455 kHz erzeugen, so dass die Differenz 455 kHz beträgt, was eine typische ZF-Frequenz ist. Um ein 1.500-kHz-Signal zu empfangen, ist der Lokaloszillator auf 1.955 kHz abgestimmt und die resultierende Differenz beträgt immer noch 455 kHz. Dieser Keramikresonator ist so abgestimmt oder geschnitten, dass er bei etwa 455 kHz schwingt und ein Subband wie 550 bis 1.600 kHz wie in einem typischen Amplitudenmodulationsband (AM-Band) bedient.
Ein typischer Keramikresonator hat drei Anschlüsse. Die beiden Hauptanschlüsse befinden sich an jeder Breitseite aus dünnem Keramikmaterial, während der mittlere Anschluss normalerweise mit der Dünnseite verbunden ist und geerdet oder zum Abgriff von Signalen in den Rest der Oszillatorschaltung verwendet werden kann. Es gibt jedoch Keramikresonatoren sowie Kristallresonatoren mit nur zwei Anschlüssen.
Verstärker sind die aktiven Teile des Oszillators. Das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung eines Verstärkers wird als Spannungsverstärkung bezeichnet, die von der interessierenden Frequenz abhängt. Sehr wenige Verstärker behalten eine konstante Verstärkung über einen weiten Frequenzbereich bei. Wenn ein Keramikresonator die Oszillatorfrequenz regelt, muss die Spannungsverstärkung bei der Keramikresonatorfrequenz größer als 1 sein. Wenn die Spannungsverstärkung kleiner als 1 ist, beginnt der Verstärker nicht zu oszillieren.
In der Elektronik haben Designverstärker und Oszillatoren sehr gemeinsame Komponenten. Mit Konstruktionsmängeln können einige Verstärker sehr nahe am Oszillieren sein. In der Zwischenzeit hören einige Oszillatoren möglicherweise auf zu schwingen und verhalten sich wie Leerlaufverstärker. Im Idealfall haben Verstärker keinen Ausgang, wenn kein Eingangssignal vorhanden ist.