Was ist ein Kristallofen?
Ein Kristallofen ist eine versiegelte Umgebung, die in hochpräzisen Geräten um einen Quarzkristall angeordnet ist. Diese Öfen behalten eine konstante Temperatur und einen konstanten Druck bei und isolieren den internen Kristall vor Umweltveränderungen. In der Regel wird ein Kristallofen nur für hochpräzise Geräte verwendet, z. B. für militärische Funksysteme und Mobilfunkmasten. Bei Geräten mit geringerer Präzision wird der Vorteil bei weitem nicht durch die Kosten und den potenziellen Platzbedarf des Geräts beeinträchtigt.
Wenn ein Quarzkristall als Resonator in einem Gerät verwendet wird, spielt er eine wichtige Rolle beim Senden und Empfangen von Signalen. Die Resonanzfrequenz des Quarzes wird verwendet, um den Sender abzustimmen und die gesendeten Signale stabil zu halten. Die Frequenz des Quarzes wird von mehreren Faktoren bestimmt, einschließlich der Größe des Kristalls. Wenn sich der Quarz erwärmt und abkühlt, kann er sich ausdehnen und zusammenziehen. Dies führt zu winzigen Größenänderungen, die die Frequenz des Kristalls verändern.
Geräte, die sich keine Frequenzschwankungen leisten können, verwenden einen Kristallofen, um den Kristall stabil zu halten. Indem die Situation des Kristalls unabhängig von den tatsächlichen Bedingungen stabil gehalten wird, ändert sich seine Frequenz nie. Die gebräuchlichste Form eines Kristallofens wird in einem Kristalloszillator verwendet.
Ein Quarzoszillator ist eine übliche Komponente in Präzisionsmessgeräten, Sendern und Empfängern. Diese Geräte können sehr klein sein und werden häufig direkt in die Schaltkreise eines Geräts integriert. Wenn in diesen Geräten ein Kristallofen verwendet wird, handelt es sich normalerweise um ein nicht mit Strom versorgtes Isoliergerät. Es beruht auf seiner mechanischen Konstruktion, um den Kristall stabil zu halten.
Andere Geräte haben größere Öfen, die in einem völlig anderen Maßstab arbeiten. Diese Geräte sind als versiegelte Kanister mit einer eigenen stabilen Umgebung gebaut. Diese Öfen erfordern häufig externe Stromversorgung und speziell konstruierte Kristalle. Während diese Art von Kristallofen viel größer sein kann als die Oszillatorversion, sind einige Versionen immer noch klein genug, um direkt an ein Schaltungssystem angeschlossen zu werden.
In den meisten Fällen sind keine Kristallöfen erforderlich. Bei herkömmlichen elektronischen Geräten ist der Genauigkeitsgrad eines Kristallofens weitaus höher als vom Benutzer gefordert. Dies führt zusammen mit den zusätzlichen Kosten für den Einbau in das Gerät dazu, dass viele Hersteller sie in ihren Designs überspringen.
Andererseits werden sie benötigt, wenn Benutzer ein sehr hohes Maß an Präzision oder Stabilität benötigen. Auf Verbraucherebene ist dies normalerweise in hochwertigen Uhren, Diagnosewerkzeugen und Audiogeräten zu finden. Auf kommerzieller Ebene verwenden lokale Übertragungsknoten wie Mobilfunkmasten oder Funkübertragungsstationen diese Öfen, um ihre Frequenzen innerhalb der korrekten Bandbreite zu halten. Schließlich verwenden militärische Systeme diese Öfen, um die Übertragungsbänder schmal zu halten, um ein unerwünschtes Ausbluten in benachbarte Frequenzen zu verhindern.