O que é um ressonador cerâmico?

Um ressonador de cerâmica é um componente elétrico que exibe uma ressonância série e uma frequência central ressonante paralela. Apresenta uma característica piezoelétrica que faz com que o material cerâmico gere minúscula energia elétrica quando sujeito a expansão e compressão eletromecânica. O componente de energia mecânica resultante produz o componente elétrico e vice-versa, e o resultado é uma reatância complexa que leva à ressonância observada como a característica de ter uma frequência central. Materiais como titanato de zircônio e chumbo têm uma característica piezoelétrica de cerâmica.

Osciladores são circuitos eletrônicos que geram formas de onda periódicas. O ressonador de cerâmica pode ser usado como referência de frequência no oscilador eletrônico, em que a precisão da frequência resultante não é tão alta quanto no oscilador de cristal. O erro na frequência do circuito do ressonador de cerâmica pode chegar a 5%, enquanto o do oscilador de cristal é inferior a 0,1%.

O ressonador cerâmico também pode ser usado para estágios de amplificador de frequência intermediária (IF), encontrados em receptores de rádio heteródinos que derivam um IF comum para receber uma sub-banda de frequências. Por exemplo, um receptor de rádio sintonizado em 1.000 kilohertz (kHz) ou 1.000 ciclos por segundo pode gerar uma frequência de oscilador local de 1.455 kHz, de modo que a diferença seja 455 kHz, que é uma frequência IF típica. Para receber um sinal de 1.500 kHz, o oscilador local é ajustado para 1.955 kHz e a diferença resultante ainda é de 455 kHz. Este ressonador de cerâmica é ajustado ou cortado para ressoar em torno de 455 kHz e servirá uma sub-banda como 550 a 1.600 kHz, como em uma banda de modulação de amplitude típica (AM).

Um ressonador de cerâmica típico possui três terminais. Os dois terminais principais estão em cada lado largo de um material cerâmico fino, enquanto o terminal do meio geralmente está conectado ao lado fino e pode ser aterrado ou usado para tocar o sinal no restante do circuito do oscilador. Existem, no entanto, ressonadores de cerâmica, bem como ressonadores de cristal com apenas dois terminais.

Amplificadores são as partes ativas do oscilador. A relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada de um amplificador é conhecida como ganho de tensão, que depende da frequência de interesse. Muito poucos amplificadores manterão um ganho constante em uma ampla faixa de frequência. Quando um ressonador de cerâmica controla a frequência do oscilador, o ganho de tensão na frequência do ressonador de cerâmica deve ser maior que 1. Se o ganho de tensão for menor que 1, o amplificador não começará a oscilar.

Na eletrônica, os amplificadores e osciladores de design têm componentes muito comuns. Com deficiências de design, alguns amplificadores podem estar muito próximos da oscilação. Enquanto isso, alguns osciladores podem parar de oscilar e se comportar como amplificadores inativos. Idealmente, os amplificadores não têm saída quando não há sinal de entrada.