Z pozoru możemy nie zdawać sobie z tego sprawy, jednak znaczna część urządzeń elektronicznych nie byłaby w stanie funkcjonować bez możliwości dokładnego pomiaru czasu. Pozwalają im na to niewielkie i niedrogie, jednak niezwykle istotne rezonatory kwarcowe. W tym artykule zapoznamy was z grupą komponentów, dzięki którym działają niemal wszystkie dzisiejsze zegary, mikroprocesory oraz szeroki zbiór innych urządzeń.
Schemat rezonatora LC. Jego częstotliwość zależna jest od pojemności kondensatora oraz indukcyjności cewki.[/caption]
Rezonatory oparte o kryształy krzemu zostały opracowane już w latach dwudziestych minionego wieku. Ze względu na dużo wyższą stabilność częstotliwości szybko stały się standardem w ówczesnej radiotechnice. Były one również swego czasu najdokładniejszymi urządzeniami do odmierzania czasu, aż do momentu wynalezienia zegara atomowego. Początkowo rezonatory kwarcowe wytwarzane były z kryształów pochodzenia naturalnego. Rosnące zapotrzebowanie na ten surowiec, szczególnie w okresie II wojny światowej, zapoczątkowało badania nad wytwarzaniem syntetycznego kwarcu. Opracowanie metody hydrotermalnej w latach 50. pozwoliło na hodowlę kryształów kwarcu w masowych ilościach. Obecnie praktycznie wszystkie kryształy stosowane w elektronice są tworzone syntetycznie.
Wnętrze rezonatora kwarcowego. Widoczny jest kryształ krzemu w kształcie dysku wraz z doprowadzonymi do niego elektrodami.[/caption]
Sygnał z elektrod drgającego kryształu wzmacniany jest przez układ oscylatora, a następnie podawany z powrotem do kryształu - zachodzi dodatnie sprzężenie zwrotne. Z każdym cyklem drgania stają się coraz silniejsze, aż po jakimś czasie układ stabilizuje się. Na wyjściu oscylatora otrzymujemy wówczas stabilny sygnał o przebiegu zbliżonym zazwyczaj do prostokątnego, który może być wykorzystany np. jako sygnał taktujący.
Widoczny na zdjęciu kwarc Q3 o częstotliwości 12MHz odpowiada za taktowanie mikrokontrolera STM32. Dodatkowy kwarc Q2 jest elementem układu zegara czasu rzeczywistego.[/caption]
Kolejną grupę stanowią rezonatory SAW (Surface Acoustic Wave), których zakres częstotliwości sięga od kilkudziesięciu MHz nawet do kilku GHz. Stosowane są przede wszystkim w komunikacji radiowej, w celu stabilizacji częstotliwości oraz jako filtry o wysokiej efektywności. Podobnie jak w przypadku innych rezonatorów kwarcowych, cechuje je wysoka dokładność i stabilność częstotliwości przy stosunkowo niewielkich kosztach.
Pojedynczy rezonator SAW umożliwia precyzyjny dobór częstotliwości pracy nadajnika lub odbiornika, nie pozwala jednak na jakąkolwiek regulację tej częstotliwości. Dzięki temu doskonale sprawdzają się one w niedrogich urządzeniach zdalnego sterowania, między innymi pilotach do bram, systemów alarmowych czy też innych urządzeń użytku domowego. Spotyka się je także w urządzeniach radiowych operujących w paśmie ISM oraz odbiornikach telewizyjnych.
Przyjrzyjmy się przykładowi rezonatora SAW — oferowanego przez nas WTL2Y36723PZ o częstotliwości 433,92 MHz. Jest to efektywne rozwiązanie dedykowane dla pilotów zdalnego sterowania - pozwala na stworzenie prostego i niedrogiego nadajnika lub odbiornika radiowego z użyciem niewielkiej liczby komponentów. W poniższej tabeli przedstawiamy najważniejsze parametry rezonatora WTL2Y36723PZ:
| Symbol | WTL2Y36723PZ |
| Rodzaj | Rezonator SAW |
| Częstotliwość | 433,92MHz ±75kHz |
| Montaż | SMD |
| Obudowa | 3.2×2.5mm |
| Zakres temperatur pracy | -40°C÷+85°C |
