Quarz-Oszillatoren

Die Vorteile eines Quarzoszillators gegenüber der Kombination aus Quarz und zusätzlicher Aussenbeschaltung liegen darin, dass sich der Entwickler keine Gedanken in Bezug auf Entwurf und Erprobung der für einen Quarz notwendigen Schaltung machen muss. Potentielle Fehlerquellen wie ein kritisches Anschwingverhalten oder schwer vorherzusehende Alterungsprozesse der verschiedenen Bauteile in der Oszillatorschaltung sind ausgeschlossen. Im Vergleich zu Quarzen punkten Quarzoszillatoren mit einer höheren Zuverlässigkeit und Frequenzstabilität.

Die kompakte Bauweise in einem hermetisch versiegelten Gehäuse, zusammen mit exakt spezifizierten Werten für den gesamten Oszillator, erleichtert die Schaltungsentwicklung deutlich und reduziert die notwendige Gesamtanzahl an Bauteilen.

Neben der gewünschten Frequenz ist auf die Betriebsspannung des Oszillators zu achten. Je nach Schaltungsumgebung sind 2,5 Volt, 3 Volt, 3,3 Volt oder 5 Volt gebräuchlich. Ähnliches gilt auch für das Ausgangssignal, das entweder TTL-, CMOS- oder HCMOS-kompatibel ist. Ein wichtiges Kriterium ist die Frequenztoleranz, also die maximale Abweichung von der aufgedruckten Frequenz bei + 25 °C. Diese wird, ebenso wie die Werte für Alterung und Temperaturdrift, in ppm angegeben.

Je nach Einsatzzweck sollte auch der zulässigen Betriebstemperatur Beachtung geschenkt werden. Insbesondere beim industriellen Einsatz sowie im Automotive- und Messtechnikbereich können schnell relativ extreme Temperaturen und Temperaturwechsel auftreten.

Die „Reinheit“ des Ausgangssignals kann ebenfalls für manche Anwendungen wichtig sein, hier sollte auf gute Werte bei Phasenrauschen, Jitter und Anstiegs- sowie Abfallzeit geachtet werden. Auch die Symmetrie des Ausgangssignals kann fallweise ein Kriterium darstellen. Manche Oszillatoren bieten – anders als ein Quarz – die Möglichkeit, sich mittels Steuerung über einen zusätzlichen Pin, in einen stromsparenden Standby-Betrieb schalten zu lassen. Das ist sehr vorteilhaft, wenn nur Batteriestrom zur Verfügung steht und deshalb ein stromsparendes Schaltungsdesign angestrebt wird.