{"id":67588,"date":"2023-08-10T06:00:55","date_gmt":"2023-08-10T04:00:55","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/rezonatory-kwarcowe-czym-sa-rodzaje-i-zastosowanie\/"},"modified":"2026-04-08T11:08:40","modified_gmt":"2026-04-08T09:08:40","slug":"quarzresonatoren-was-sind-sie-arten-und-anwendungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/quarzresonatoren-was-sind-sie-arten-und-anwendungen\/","title":{"rendered":"Quarzresonatoren – Was sind sie? Arten und Anwendungen"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 3<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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\nQuarzresonatoren werden in der Elektronik eingesetzt, um die Pr\u00e4zision der Zeitmessung zu gew\u00e4hrleisten. \n<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Quarzresonatoren - was sind sie?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Jede Uhr und jeder Computer enth\u00e4lt einen Quarzresonator<\/strong><\/a>. Dies ist ein Bauteil, das in der Elektronik verwendet wird, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Schwingungsfrequenz zu erzeugen<\/strong>. Mit deren Hilfe ist es m\u00f6glich, die Zeit f\u00fcr eine Vielzahl von Zwecken genau zu messen – sowohl in Armbanduhren zur Information des Benutzers als auch in Computern zur Synchronisierung digitaler Signale. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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In der Elektronik werden manchmal so genannte diskrete Schaltungen<\/strong> mit Kondensatoren, Widerst\u00e4nden und Transistoren<\/strong> f\u00fcr \u00e4hnliche Zwecke verwendet. Es ist zu bedenken, dass eine solche L\u00f6sung bei \u00c4nderungen der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit oder einfach des Wertes der Versorgungsparameter wesentlich schlechtere Ergebnisse liefert. <\/p>\n

Generatoren, die f\u00fcr Uhren oder in Prozessoren verwendet werden, m\u00fcssen wesentlich stabiler und widerstandsf\u00e4higer gegen\u00fcber \u00e4u\u00dferen Einfl\u00fcssen sein. Quarzgeneratoren<\/strong> zeichnen sich durch diese Eigenschaften aus.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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16MHz-Quarzresonatoren - UC49 - SMD - erh\u00e4ltlich bei Botland.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Andere Arten von Resonatoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In der Elektronik werden ebenfalls keramische Resonatoren<\/strong> verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass diese eine wesentlich geringere Genauigkeit bieten und daher nicht in Prozessoren oder Uhren verwendet werden. Die Genauigkeit ist im Vergleich zu Quarzresonatoren<\/strong> um etwa zwei PPM (Parts Per Million) geringer. Die ungef\u00e4hre Genauigkeit des keramischen Generators l\u00e4ge also bei 0,5 %. Solche Generatoren werden z. B. in Spielzeug oder anderen Ger\u00e4ten verwendet, die keine hohe Pr\u00e4zision erfordern. <\/p>\n

Siliziumresonatoren<\/strong> sind ein weiteres Beispiel f\u00fcr Generatoren – auch sie sind nicht stabil, haben aber den gro\u00dfen Vorteil, dass sich die Frequenz, mit der sie schwingen, leicht programmieren l\u00e4sst.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie funktioniert ein Quarzresonator?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Aus der Sicht eines Elektronikers ist ein Quarzresonator in der Regel ein kleines Bauteil mit zwei, drei oder vier Anschl\u00fcssen<\/strong>, das in der Lage ist, gleichm\u00e4\u00dfige Schwingungen mit hoher Pr\u00e4zision zu erzeugen. Im Inneren des Geh\u00e4uses eines solchen Generators befindet sich n\u00e4mlich ein sehr sorgf\u00e4ltig zugeschnittenes St\u00fcck Quarz<\/strong> (Quarzdioxid). Eine hohe Genauigkeit ist in diesem Fall entscheidend, da die angegebene Schwingungsfrequenz genau von der Gr\u00f6\u00dfe und Form des geschliffenen Quarzelements abh\u00e4ngt. Dieses kann zwischen einigen zehn kHz und sogar einigen hundert MHz schwingen. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Quarzresonator mit zwei Leitungen.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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An den beiden Enden des entstehenden Quarzst\u00fccks wird das Element mit Metall “bespr\u00fcht”<\/span>, und dann werden an diesen Stellen Leitungen<\/span> hergestellt. Der Quarz beginnt zu schwingen, wenn er unter Strom gesetzt wird. Die Werte unterscheiden sich jedoch immer von Frequenzen wie einer Sekunde oder einer Minute.<\/p>\n

Der in Uhren verwendete Standard-Quarzresonator erzeugt eine Frequenz von 32.768 Hz<\/span>. Gerade ein solcher Wert ist vorteilhaft, denn wenn man solche h\u00e4ufigen Schwingungen entsprechend aufteilt, kann daraus leicht eine Zeit von einer Sekunde entstehen.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Hochpr\u00e4zise Quarzresonatoren, also wie man die Genauigkeit maximiert<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die hohe Genauigkeit von Quarzresonatoren, die in Uhren oder Prozessoren verwendet werden, ist nicht der Gipfel dessen, was erreicht werden kann. Eine h\u00f6here Genauigkeit ist in der Regel nicht erforderlich, kann aber erreicht werden. Quarzresonatoren haben eine hohe Widerstandsf\u00e4higkeit gegen\u00fcber \u00c4nderungen der Umgebungstemperatur<\/strong>, was sich jedoch nur geringf\u00fcgig auf die Schwingungsfrequenz auswirkt. Bei Bedarf werden spezielle Beh\u00e4lter<\/strong> eingesetzt, in denen eine elektronisch geregelte, konstante Temperatur gehalten wird.<\/p>\n

Ein weiterer Faktor, der den Resonator destabilisiert, sind Lagever\u00e4nderungen<\/strong>, die sich zwar nur geringf\u00fcgig auf die Frequenz auswirken, aber dennoch so bedeutend sind, dass die Beseitigung dieses Faktors die Leistung des Generators verbessert. Der Resonator wird z. B. auf eine Plattform gestellt, an der ein Beschleunigungsmesser oder ein Gyroskop<\/strong> (oder beides gleichzeitig) angebracht ist. Au\u00dferdem muss an der Plattform ein System angebracht sein, das Positions\u00e4nderungen in Echtzeit ausgleicht (z. B. die Elektromotoren, die die Plattform steuern). Auf diese Weise wirken sich Schwerkraftschwankungen nicht auf den Quarzresonator aus, was ihn wesentlich pr\u00e4ziser macht.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Verwendung von Quarzresonatoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Quarzresonatoren sind elektronische Bauteile<\/strong>, die seit den 1920er Jahren in gr\u00f6\u00dferem Umfang eingesetzt werden. Derzeit werden sie am h\u00e4ufigsten im Pierce-System<\/strong> verwendet, seltener in den Butler-Systemen<\/strong>. Elektronikingenieure verwenden oft einfache Quarzresonatoren, die zwei Leitungen im Geh\u00e4use haben, aber es ist nicht un\u00fcblich, bequemere Modelle zu verwenden – diese haben vier Leitungen: Strom, Masse, eine Leitung f\u00fcr das Ausgangssignal und einen Eingang f\u00fcr das Ein\/Aus-Signal des Bauteils<\/strong>.<\/p>\n

Quarzresonatoren werden f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt – in erster Linie f\u00fcr Uhren und Mikroprozessoren<\/strong> (sie sind also in praktisch jedem Computer zu finden) und in allen Arten von Uhren<\/strong>. Sie sind auch f\u00fcr die Synchronisierung von digitalen Signalen<\/strong>, wie z. B. Audiosignalen<\/strong>, erforderlich – das hei\u00dft, sie werden f\u00fcr einen gut funktionierenden USB- oder HDMI-Anschluss ben\u00f6tigt.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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