- Produkt-Art
- Schwingquarz1
- Preis
- Marke
- EuroQuartz1
- Nennfrequenz1
- 1.8432 MHz13 MHz13.6864 MHz14.000 MHz14.9152 MHz15 MHz16 MHz17.3728 MHz18.000 MHz29.216 MHz110 MHz110 MHz111.0592 MHz112.000 MHz114.31818 MHz214.7456 MHz215 MHz116 MHz116 MHz116.384 MHz218.432 MHz220.000 MHz124.576 MHz125.000 MHz132 MHz132.768 kHz1100 kHz1
- Höhe
- 8 mm1
- Länge
- 8 mm1
- Montageart
- Zertifizierungen
- Neuheiten & Angebote
Quarze Bedrahtet
1 ErgebnisDetails | Preis | Verfügbarkeit | Nennfrequenz | Höhe | Montageart | Zertifizierungen | Länge | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-18% CHF 0.55 CHF 0.45 inkl. MwSt. 24 Stück auf Lager Sofort-Lieferung Mi., 30. Sep. Min: 5 | 32.768 kHz | 8 mm | Durchführungsloch | RoHS | 8 mm | |||
Ratgeber
Der Quarz, genauer der Schwingquarz, ist sozusagen das Herz zahlreicher elektronischer Schaltungen. Dieses passive Bauelement fungiert als äusserst präziser Taktgeber beispielsweise in Quarzuhren und Funksendern, aber vor allem in prozessorgesteuerten Systemen, von Smartphones über Computer bis zu Geräten in der Messtechnik. Neben Quarzen in SMD-Bauform für die feste Montage direkt auf der Platine sind bedrahtete Quarze sehr beliebt. Ihr Vorteil: Sie lassen sich in Kombination mit passenden Fassungen – zum Beispiel in einer Anwendung für unterschiedliche Frequenzen – leicht austauschen.
In unserem Ratgeber machen wir Sie mit der zugrundeliegenden Technologie vertraut und erklären Typen und Einsatzbereiche.
Quarz ist ein hartes, kristallines Mineral, das aus Silizium- und Sauerstoffatomen besteht. Die Atome sind in einem kontinuierlichen Gerüst aus SiO4-Silizium-Sauerstoff-Tetraedern miteinander verbunden, wobei jedes Sauerstoffatom auf zwei Tetraeder aufgeteilt ist. Das ergibt die chemische Gesamtformel SiO2.
Quarz ist nach Feldspat das am zweithäufigsten vorkommende Mineral in der kontinentalen Kruste der Erde. Quarzkristalle für die Herstellung von Schwingquarzen in elektronischen Bauteilen sind in der Natur jedoch nur in sehr begrenzten Mengen und Qualitäten verfügbar. Schwingquarze werden deshalb nahezu ausschliesslich synthetisch hergestellt.
Hauptgrund für die Verwendung von Quarz in elektronischen Bauteilen ist sein piezoelektrischer Effekt. Er zeigt sich insbesondere durch das Auftreten eines Potenzials an den Seiten eines Quarzkristalls, wenn dieser einer mechanischen Belastung ausgesetzt wird. Ebenso ist eine leichte Verformung des Kristalls beim Anlegen einer elektrischen Spannung zu beobachten.
Das Funktionsprinzip eines Quarzes innerhalb einer Elektronik beruht auf der wechselseitigen Kopplung des elektrischen Feldes mit dem mechanischen Feld bei der Verformung eines Quarzplättchens. Diese Kopplung wird durch piezoelektrische Phänomene im Quarzkristall hervorgerufen.
Das elektrische Feld entsteht normalerweise durch das Anlegen einer Spannung an die dünnen Metallelektroden auf dem Quarzplättchen. Dabei verformt sich das Plättchen. Wird das Feld entfernt, erzeugt der Quarz seinerseits ein Feld, bis er seine vorherige Form wieder angenommen hat. Der Quarzkristall verhält sich also wie ein Schaltkreis aus Spule, Kondensator und Widerstand mit einer bestimmten Resonanzfrequenz.
Jeder Resonator kann neben der Grundfrequenz auch mit Obertönen schwingen. Dabei handelt es sich in der Regel um ungerade Vielfache der Grundfrequenz.
Grundsätzlich besitzt ein Quarz sowohl eine Serien- als auch eine Parallelresonanz. Die Serienresonanz ist nur wenige Kilohertz niedriger als die Parallelresonanz. Quarze unter 30 Megahertz Schwingfrequenz arbeiten im Allgemeinen zwischen Serien- und Parallelresonanz – der Kristall führt somit zu einem induktiven Blindwiderstand. Durch Hinzufügen zusätzlicher Kapazitäten an den Enden des Kristalls lässt sich die Parallelresonanz aber nach unten verschieben und so die Frequenz einstellen, bei der es zur Oszillation kommt.
Quarzhersteller schneiden und justieren ihre Quarze normalerweise so, dass sie eine bestimmte Resonanzfrequenz erreichen, wenn dem Bauteil eine bekannte kapazitive Last hinzugefügt wird. Zum Beispiel besitzt ein 32-Kilohertz-Quarz eine Parallelresonanz von 32,768 Kilohertz, wenn eine Kapazität von 6 Pikofarad hinzugefügt wird. Ohne diese Kapazität wäre die Resonanzfrequenz höher.
Die praktische Frequenzgrenze für einen einfachen Quarz liegt bei etwa 30 Megahertz. Das entspricht der kleinsten erreichbaren Quarzdicke. Quarze für höhere Frequenzen bis 200 Megahertz und mehr bestehen deshalb aus einer ungeraden Anzahl identischer Plättchen, die miteinander verklebt sind. Ein solches Quarzpaket arbeitet mit einer Frequenz, die ein Vielfaches der Frequenz der einzelnen Platten beträgt. So schwingt ein Quarz aus drei Plättchen mit der dreifachen Frequenz der einzelnen Plättchen.
Um höhere Frequenzen zu erreichen, lässt sich der Quarz in einer seiner Oberwellen zudem zum Schwingen bringen. Diese Quarze werden beispielsweise als Kristalle der dritten, fünften oder siebten Harmonischen bezeichnet. Um diese hohen Frequenzen zu erreichen, enthält eine Oszillatorschaltung im Gehäuse in der Regel einen zusätzlichen Schwingkreis für die gewünschte obere Harmonischen.
Einfacher Quarz ohne Temperaturkompensation
Einfache Quarze werden hauptsächlich als Referenz-Oszillator von Kommunikationsgeräten, Messgeräten oder Steuerungen verwendet. Sie dienen auch als Taktgeber in Computern oder Bürogeräten.
Temperaturkompensierender Quarz
Dieser Typ verfügt über eine integrierte temperaturkompensierende Schaltung. Er ist kompakt, leicht und startet sehr schnell.
Daher wird er meist als Referenz-Oszillator in Kommunikationsgeräten für den Ausseneinsatz eingesetzt, zum Beispiel in Mobiltelefonen, GPS-Empfängern, Mikrowellen- und Satellitenkommunikationssystemen.
Frequenzgesteuerter Quarz
Ein frequenzgesteuerter Quarz ermöglicht Ausgangsfrequenzen, die mit externen Standard-Eingangsfrequenzen synchronisiert sind. Haupteinsatzzweck ist die Frequenzumsetzung von Übertragungsgeräten.
Spannungsgesteuerter Quarz
Ein spannungsgesteuerter bedrahteter Quarz enthält in seinem Gehäuse Dioden mit variabler Kapazität, die mit einer Quarzeinheit in Reihe geschaltet sind. Die Kapazität der Dioden wird durch das Anlegen einer externen Spannung verändert. Das veranlasst den Oszillator, Frequenzen entsprechend der Lastkapazitätskennlinie des Quarzes zu entwickeln. Bedrahtete Quarze dieser Bauart finden sich recht häufig im automatischen Sendersuchlauf von Rundfunk- und TV-Empfängern.
Welche Gehäuseform besitzen bedrahtete Quarze?
Die weitaus meisten rechteckigen bedrahteten Quarze verfügen über das standardisierte Gehäuse HC49 mit einem Kontaktabstand von 4,88 Millimeter. Sie eignen sich daher sehr gut für den Aufbau von Versuchsschaltungen zum Beispiel auf einem Steckbrett oder einer Lochplatine mit genormten Lochabständen. Es gibt auch Quarze mit Gehäusen in Form eines Zylinders. Diese sehr kleine Bauform ist meist bei Uhrenquarzen zu finden.
Wie wird die Frequenztoleranz bei bedrahteten Quarzen angegeben?
Die Angabe erfolgt nicht in Prozent, sondern in ppm, die Abkürzung steht für parts per million, also den millionsten Teil. Gängige bedrahtete Quarze bieten häufig eine Toleranz von plusminus 30 ppm, das entspricht 0,003 Prozent. Bedrahtete Quarze arbeiten demnach sehr frequenzstabil – zumindest dann, wenn die Temperatur etwa 25 Grad Celsius beträgt. Deutlich höhere oder niedrige Temperaturbereiche führen technisch bedingt zu grösseren Abweichungen.
Warum besitzen Uhrenquarze eine Frequenz von genau 32,768 Kilohertz?
Wird dieser Wert durch entsprechende elektronische Schaltungen – den T-Flipflops oder Frequenzteilern – immer wieder halbiert, ergibt sich nach 15-maligem Halbieren genau 1 Hertz, also eine Schwingung pro Sekunde. In analog anzeigenden Quarzuhren existiert damit die perfekte elektromechanische Grundlage für das Ansteuern der Zeigermechanik durch einen Lavet-Schrittmotor.