Che cos'è un risuonatore ceramico?
Un risonatore ceramico è un componente elettrico che presenta un risonante in serie e una frequenza centrale risonante parallela. Presenta una caratteristica piezoelettrica che fa sì che il materiale ceramico generi una minima energia elettrica se sottoposto a espansione e compressione elettromeccaniche. La componente di energia meccanica risultante produce la componente elettrica e viceversa, e il risultato è una reattanza complessa che porta alla risonanza osservata come la caratteristica di avere una frequenza centrale. Materiali come il titanato di zirconio di piombo hanno una caratteristica piezoelettrica in ceramica.
Gli oscillatori sono circuiti elettronici che generano forme d'onda periodiche. Il risonatore ceramico può essere usato come riferimento di frequenza nell'oscillatore elettronico, in cui l'accuratezza della frequenza risultante non è così elevata come nell'oscillatore a cristallo. L'errore di frequenza per il circuito del risonatore ceramico può arrivare fino al 5%, mentre quello per l'oscillatore a cristallo è inferiore allo 0,1%.
Il risuonatore ceramico può anche essere usato per gli stadi dell'amplificatore a frequenza intermedia (IF), che si trovano nei ricevitori radio eterodina che derivano un IF comune per ricevere una sottobanda di frequenze. Ad esempio, un ricevitore radio sintonizzato su 1.000 kilohertz (kHz) o 1.000 cicli al secondo può generare una frequenza di oscillatore locale di 1.455 kHz in modo che la differenza sia di 455 kHz, che è una frequenza IF tipica. Per ricevere un segnale di 1.500 kHz, l'oscillatore locale è sintonizzato su 1.955 kHz e la differenza risultante è ancora 455 kHz. Questo risuonatore ceramico è accordato o tagliato per risuonare a circa 455 kHz e servirà una sottobanda da 550 a 1.600 kHz come in una tipica banda di modulazione di ampiezza (AM).
Un tipico risuonatore ceramico ha tre terminali. I due terminali principali si trovano su ciascun lato largo di un materiale ceramico sottile, mentre il terminale centrale è solitamente collegato al lato sottile e può essere collegato a terra o utilizzato per collegare il segnale al resto del circuito oscillatore. Vi sono, tuttavia, risuonatori ceramici e risuonatori a cristallo con solo due terminali.
Gli amplificatori sono le parti attive dell'oscillatore. Il rapporto tra la tensione di uscita e la tensione di ingresso di un amplificatore è noto come guadagno di tensione, che dipende dalla frequenza di interesse. Pochissimi amplificatori manterranno un guadagno costante su una vasta gamma di frequenze. Quando un risuonatore ceramico controlla la frequenza dell'oscillatore, il guadagno di tensione alla frequenza del risuonatore ceramico deve essere maggiore di 1. Se il guadagno di tensione è inferiore a 1, l'amplificatore non inizierà a oscillare.
In elettronica, amplificatori e oscillatori di design hanno componenti molto comuni. Con carenze di progettazione, alcuni amplificatori possono essere molto vicini alle oscillazioni. Nel frattempo, alcuni oscillatori potrebbero semplicemente smettere di oscillare e comportarsi come amplificatori inattivi. Idealmente, gli amplificatori non hanno uscita quando non c'è segnale di ingresso.