À première vue, nous ne nous en rendons peut-être pas compte, mais une grande partie des appareils électroniques ne pourrait pas fonctionner sans la capacité de mesurer le temps avec précision. Cela est rendu possible grâce à de petits et peu coûteux, mais extrêmement importants résonateurs à quartz. Dans cet article, nous vous présenterons un groupe de composants grâce auxquels fonctionnent presque toutes les horloges, microprocesseurs et un large éventail d'autres appareils d'aujourd'hui.
Schéma du résonateur LC. Sa fréquence dépend de la capacité du condensateur et de l'inductance de la bobine.[/caption] Les résonateurs à base de cristaux de silicium ont été développés dès les années vingt du siècle dernier. En raison d'une stabilité de fréquence beaucoup plus élevée, ils sont rapidement devenus la norme dans la radiotechnologie de l'époque. Ils ont également été pendant un temps les appareils les plus précis pour mesurer le temps, jusqu'à l'invention de l'horloge atomique. Initialement, les résonateurs à quartz étaient fabriqués à partir de cristaux d'origine naturelle. La demande croissante pour cette matière première, en particulier pendant la Seconde Guerre mondiale, a déclenché des recherches sur la production de quartz synthétique. Le développement de la méthode hydrothermale dans les années 50 a permis la culture de cristaux de quartz en grandes quantités. Aujourd'hui, pratiquement tous les cristaux utilisés en électronique sont fabriqués synthétiquement.
Intérieur d'un résonateur à quartz. On voit un cristal de silicium en forme de disque avec les électrodes connectées.[/caption] Le signal des électrodes du cristal vibrant est amplifié par le circuit de l'oscillateur, puis renvoyé au cristal – un rétrocontrôle positif se produit. À chaque cycle, les oscillations deviennent de plus en plus fortes, jusqu'à ce que le circuit se stabilise après un certain temps. À la sortie de l'oscillateur, on obtient alors un signal stable ayant généralement une forme proche d'un signal carré, qui peut être utilisé par exemple comme signal d'horloge.
Le quartz Q3 visible sur la photo, de fréquence 12 MHz, assure l'horloge du microcontrôleur STM32. Le quartz supplémentaire Q2 est un élément du circuit d'horloge temps réel.[/caption] Un autre groupe comprend les résonateurs SAW (Surface Acoustic Wave), dont la gamme de fréquences atteint de plusieurs dizaines de MHz jusqu'à plusieurs GHz. Ils sont principalement utilisés en communication radio pour stabiliser la fréquence et comme filtres hautement efficaces. Comme les autres résonateurs à quartz, ils sont caractérisés par une grande précision et stabilité de fréquence à des coûts relativement faibles. Un seul résonateur SAW permet une sélection précise de la fréquence de travail d'un émetteur ou récepteur, mais ne permet aucune régulation de cette fréquence. Cela les rend parfaits pour les dispositifs de télécommande peu coûteux, tels que les télécommandes de portails, systèmes d'alarme ou autres appareils domestiques. On les rencontre également dans les appareils radio opérant dans la bande ISM ainsi que dans les récepteurs télévisés. Examinons l'exemple d'un résonateur SAW — notre WTL2Y36723PZ à fréquence 433,92 MHz. C'est une solution efficace dédiée aux télécommandes – elle permet de créer un émetteur ou récepteur radio simple et peu coûteux avec un nombre réduit de composants. Le tableau ci-dessous présente les paramètres principaux du résonateur WTL2Y36723PZ:
| Symbole | WTL2Y36723PZ |
| Type | Résonateur SAW |
| Fréquence | 433,92 MHz ±75 kHz |
| Montage | SMD |
| Boîtier | 3,2×2,5 mm |
| Plage de température de fonctionnement | -40°C à +85°C |
