Was ist Kristalloszillator?
Ein Kristalloszillator ist ein elektronischer Oszillator, der Kristall als ein frequenzselektives Element verwendet, um einen inversen piezoelektrischen Effekt zu erhalten. Es nutzt die mechanische Resonanz des vibrierenden Kristalls, der piezoelektrische Eigenschaften hat, um ein elektrisches Signal mit einer hochpräzisen Frequenz zu erhalten. Kristalloszillatoren werden keramischen Resonatoren als überlegen angesehen, da sie eine höhere Stabilität, eine höhere Qualität, geringere Kosten und eine geringere Größe aufweisen.
Kristalloszillatoren sind ein Paradebeispiel für Oszillatoren mit fester Frequenz, bei denen Genauigkeit und Stabilität die wichtigsten Überlegungen sind. Sie verwenden normalerweise die gleichen Schaltungen wie andere Oszillatoren, mit dem Unterschied, dass der Kristall den Schwingkreis ersetzt. Bei Kristalloszillatoren schwingt der Kristall als Resonator und die resultierende Frequenz bestimmt die Schwingungsfrequenz. Mit anderen Worten wirkt der Kristall wie eine Schaltung mit einem Induktor, einem Widerstand und einem Kondensator mit einer genauen Resonanzfrequenz. In einigen Fällen wird eine Temperaturkompensation angewendet, um eine bessere thermische Stabilität für den Kristalloszillator zu erreichen.
Die Verwendung von Quarzoszillatoren in digitalen Anwendungen hat viele Vorteile. Kristalle können so hergestellt werden, dass sie eine große Bandbreite spezifischer Frequenzen haben. Im Vergleich zu Schwingkreisen haben Kristalle einen hohen Q-Faktor, eine bessere Temperaturstabilität und eine viel bessere Frequenzstabilität als RC-Oszillatoren oder LC-Oszillatoren. Kristalle, die in Kristalloszillatoren verwendet werden, zeigen nur ein sehr geringes Phasenrauschen.
Kristalloszillatoren werden hauptsächlich in digitalen integrierten Schaltungen verwendet, um ein stabiles Taktsignal zu liefern, und in speziellen Anwendungen, die eine Hochfrequenzreferenz erfordern.