Oscillateur à cristal vs résonateur

Il existe différents résonateurs qui sont utilisés pour un nombre immense d'applications dans le domaine de l'électronique. Dans cette liste de résonateurs, les deux matériaux principalement utilisés sont le cristal de quartz et la céramique (fabrication de résonateur en céramique). Le cristal de quartz est utilisé dans l'oscillateur à cristal et la céramique dans le résonateur en céramique. Les deux ont le même but de générer une fréquence d'oscillation en vibrant lorsqu'une tension d'entrée leur est donnée. Mais ils ont tous deux aussi des différences, ce qui les sépare et par conséquent, ils ont des applications différentes.

Qu'est-ce que Crystal Oscillator?

Un oscillateur est un circuit qui génère une fréquence à l'aide d'un circuit accordé et cette fréquence générée est connue sous le nom de fréquence oscillante. De même, un oscillateur à cristal est un circuit ou dispositif électronique qui est utilisé pour générer une fréquence stable à l'aide d'un cristal au lieu d'un circuit accordé. Le cristal, lorsqu'il vibre, agit comme un résonateur et génère par conséquent une fréquence oscillée. Le circuit résonateur utilise un cristal pour générer l'oscillation, qui a conduit au nom d' oscillateur à cristal. Le symbole et le circuit d'un oscillateur à cristal sont indiqués ci-dessous:

En savoir plus sur le cristal de quartz et l'oscillateur à cristal ici.

Qu'est-ce qu'un résonateur céramique?

Semblable à l'oscillateur à cristal, le résonateur en céramique est également un circuit électronique ou un dispositif utilisé pour générer une sortie de fréquence d'oscillation à l'aide de la céramique en tant que matériau piézoélectrique résonnant. Le matériau peut avoir deux électrodes ou plus qui, lorsqu'elles sont connectées à un circuit oscillateur, reçoivent des vibrations mécaniques et, par conséquent, un signal oscillant d'une fréquence spécifique est généré. Le circuit du résonateur est similaire à celui de l'oscillateur à cristal et est comme indiqué ci-dessous:

Lorsque le résonateur fonctionne, les vibrations mécaniques produisent une tension oscillante due au matériau piézoélectrique c'est-à-dire en céramique et la tension oscillante est alors attachée aux électrodes en sortie. Le concept inverse est utilisé en cas d'effet piézoélectrique inverse.

Oscillateur à cristal vs résonateur

Bien qu'ils aient tous deux la même procédure de travail et génèrent une oscillation de fréquence en sortie, ils ont des propriétés différentes en raison desquelles l'oscillateur a remplacé le résonateur dans de nombreux cas, à savoir:

• Gamme de fréquences - L'oscillateur à cristal a un facteur Q beaucoup plus élevé que celui du résonateur en céramique en raison duquel l'oscillateur à cristal a une plage de fréquences de 10 kHz à 100 MHz tandis que la plage de fréquences du résonateur en céramique varie de 190 kHz à 50 MHz

• Sortie - L'oscillateur à cristal fournit une sortie de fréquence à haute stabilité et le résonateur en céramique fournit également une sortie de stabilité pas très bonne par rapport à l'oscillateur à cristal. En termes de précision de la fréquence de sortie, l'oscillateur à cristal fournit une sortie beaucoup plus précise que le résonateur en céramique pour lequel des paramètres tels que la température sont un élément sensible. La précision de l'oscillateur est de 10 ppm à 1000 ppm tandis que celle du résonateur est de 0,1% à 1%.

• Effet dû aux paramètres - Pour le résonateur en céramique, l'épaisseur du matériau céramique déterminerait la fréquence de résonance de sortie tandis que pour les oscillateurs à cristal, la sortie de fréquence de résonance dépend de la taille, de la forme, de l'élasticité et de la vitesse du son dans le matériau. L'oscillateur à cristal a une très faible dépendance à la température, c'est-à-dire qu'ils sont très stables même avec des changements de température et le résonateur en céramique dépend un peu plus de la température que l'oscillateur à cristal. Pour un oscillateur à quartz, les caractéristiques de sortie dépendent du mode de vibration et de l'angle auquel le cristal est coupé, tandis que dans le résonateur, l'épaisseur compte principalement.

• Tolérance et sensibilité - L'oscillateur à cristal a moins de tolérance aux chocs et aux vibrations, tandis que le résonateur en céramique a une tolérance élevée comparativement. L'oscillateur à cristal a une faible tolérance ESD (décharge électrostatique), tandis que le résonateur céramique a une tolérance ESD élevée. Les oscillateurs sont plus sensibles que les résonateurs, la sensibilité peut être comparée en termes de rayonnement. Le quartz a une tolérance de fréquence de 0,001%, tandis que le PZT a une tolérance de 0,5%.

• Dépendance des condensateurs - Les résonateurs peuvent avoir des condensateurs internes ou parfois avoir besoin de condensateurs externes, tandis que l'oscillateur a besoin de condensateurs externes et leur valeur dépend du cristal avec lequel il est conçu.

• Matériau utilisé - L'oscillateur à cristal est composé de quartz comme matériau de résonateur piézoélectrique tandis que les résonateurs en céramique sont faits de titanate de plomb et de zirconium (PZT), connu sous le nom de matériau céramique piézoélectrique de haute stabilité. L'oscillateur à cristal est difficile à fabriquer tandis que le résonateur en céramique est facile à fabriquer.

• Applications - Les résonateurs en céramique sont utilisés dans les applications de microprocesseurs où la stabilité de fréquence n'est pas importante, tandis que l'oscillateur à cristal peut être trouvé dans tout, des téléviseurs aux jouets pour enfants qui ont des composants électriques. Les résonateurs sont parfaits pour les communications de port série à faible vitesse, tandis que les oscillateurs à quartz ont des fréquences disponibles pour prendre en charge également les communications série à haute vitesse. Les résonateurs n'ont pas de fréquences disponibles pour les communications par port série à haut débit. En termes d'applications basées sur l'horloge, les résonateurs ne sont pas très adaptés à une horloge en temps réel / chronométrage / horloge murale tandis que les oscillateurs peuvent convenir à l'horloge / RTC / horloge murale s'ils sont réglés avec un condensateur variable, attendez-vous à quelques minutes de dérive par an sinon accordé.