Qu'est-ce qu'un résonateur en céramique?
Un résonateur en céramique est un composant électrique qui présente une résonance série et une fréquence centrale de résonance parallèle. Il présente une caractéristique piézoélectrique qui oblige le matériau céramique à générer une énergie électrique minime lorsqu’il est soumis à une expansion et à une compression électromécaniques. La composante d'énergie mécanique résultante produit la composante électrique et inversement. Il en résulte une réactance complexe conduisant à une résonance observée comme caractéristique d'une fréquence centrale. Des matériaux tels que le titanate de zirconium et de plomb ont une caractéristique céramique piézoélectrique.
Les oscillateurs sont des circuits électroniques qui génèrent des formes d'onde périodiques. Le résonateur en céramique peut être utilisé comme référence de fréquence dans l'oscillateur électronique, la précision de la fréquence résultante n'étant pas aussi élevée que dans l'oscillateur à cristal. L’erreur de fréquence du circuit résonateur céramique peut atteindre 5%, tandis que celle de l’oscillateur à cristal est inférieure à 0,1%.
Le résonateur en céramique peut également être utilisé pour les étages amplificateurs à fréquence intermédiaire (IF), qui se trouvent dans les récepteurs radio hétérodynes qui dérivent un IF commun pour recevoir une sous-bande de fréquences. Par exemple, un récepteur radio réglé sur 1 000 kilohertz (kHz) ou 1 000 cycles par seconde peut générer une fréquence d'oscillateur local de 1 455 kHz, de sorte que la différence soit de 455 kHz, ce qui correspond à une fréquence FI typique. Pour recevoir un signal de 1 500 kHz, l'oscillateur local est réglé sur 1 955 kHz et la différence qui en résulte est toujours de 455 kHz. Ce résonateur en céramique est réglé ou coupé pour résonner aux alentours de 455 kHz et desservira une sous-bande telle que 550 à 1 600 kHz, comme dans une bande de modulation d'amplitude (AM) typique.
Un résonateur en céramique typique a trois bornes. Les deux bornes principales sont situées de part et d'autre du côté large d'un matériau céramique mince, tandis que la borne intermédiaire est généralement connectée au côté mince et peut être mise à la terre ou utilisée pour capter le signal dans le reste du circuit oscillateur. Il existe cependant des résonateurs céramiques ainsi que des résonateurs à cristal ne comportant que deux terminaux.
Les amplificateurs sont les parties actives de l'oscillateur. Le rapport entre la tension de sortie et la tension d'entrée d'un amplificateur est appelé gain de tension, qui dépend de la fréquence considérée. Très peu d'amplificateurs maintiendront un gain constant sur une large plage de fréquences. Lorsqu'un résonateur en céramique contrôle la fréquence de l'oscillateur, le gain de tension à la fréquence du résonateur en céramique doit être supérieur à 1. Si le gain de tension est inférieur à 1, l'amplificateur ne commencera pas à osciller.
En électronique, les amplificateurs de conception et les oscillateurs ont des composants très communs. Avec des défauts de conception, certains amplificateurs peuvent être très proches d’osciller. Pendant ce temps, certains oscillateurs peuvent simplement cesser d'osciller et se comporter comme des amplificateurs inactifs. Idéalement, les amplificateurs n'ont pas de sortie lorsqu'il n'y a pas de signal d'entrée.