Oszillatoren und Quarze

Ein Oszillator ist ein mechanisches oder elektronisches Gerät, das eine periodische Ausgangsschwingung, meist als Sinus- oder Rechteckwelle, erzeugt. Ein Quarz ist eine passive Komponente, die ebenfalls eine periodische Ausgangsschwingung erzeugt, die aber über einen geringeren Frequenzdurchlassbereich verfügt. Oszillatoren und Quarze kommen häufig gemeinsam in digitalen Einbauschaltkreisen als exakte Quelle für die Uhr zum Einsatz. Obwohl Quarzfrequenzen vom hohen Kilohertz bist zum tiefen Megahertz reichen, kann ein Phasenregelkreis (PLL) die Eingangfrequenz in den hohen MHz- und den tiefen GHz-Bereichen auf exakte Weise multiplizieren, was bei der Taktung eines Hochgeschwindigkeitsschaltkreises sehr hilfreich ist.
Es gibt in erster Linie zwei Arten von Oszillatoren: die lineare und die nicht-lineare Version. Lineare Oszillatoren neigen zu sinusförmigen Ausgangsspannungen und gehören zu den Operationsverstärkern (Op-Amps) oder zu einem einfachen Transistor, der in einer Rückkopplungsschleife durch einen Induktor oder einen Kondensator eingebaut ist. Nicht-lineare Oszillatoren werden für gewöhnlich in digitalen Komponenten und in einem Kondensator eingesetzt. Ein Beispiel dafür ist ein Ringoszillator, der eine Kaskade einer ungeraden Anzahl von in Reihe geschalteten Wechselrichtern darstellt.
Ein Quarz ist ein piezoelektrisches Gerät, das eine mechanische Resonanz nutzt, um eine äußerst präzise Ausgangsfrequenz zu erreichen. Das am häufigsten verwendete Material von Quarzen ist Quarz, aber es können auch andere piezoelektrische Materialien verwendet werden. Das elektrische Verhalten eines Quarzes kann mit den idealen Widerständen, Induktoren und Kondensatoren je nach Merkmal gestaltet werden.