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21 2025 Elektronik 21 Quarze Oszillatoren Taktgeber Hochpräzise Quarzoszillatoren Das Altern im Griff Die Alterung von Quarzoszillatoren wirkt sich direkt auf Zeitmessungen aus denn sie verursacht eine allmähliche und irreversible Abweichung der Ausgangsfrequenz des Oszillators Ist sehr hohe Zeitgenauigkeit gefordert müssen im Herstellungsprozess Maßnahmen ergriffen werden um die Auswirkungen auf das Timing zu minimieren Von Ron Stephens Warum ist der klassische High-Performance-Quarzoszillator in vielen Anwendungen immer noch die beste Wahl angesichts einer so großen Auswahl an elektronischen Zeitmessgeräten? Eine Teilantwort darauf sind die Vorteile in High-Performance-Umgebungen wo ein Reparatur einsatz schlichtweg nicht in Frage kommt Der Weltraum ist ein solcher Bereich von der niedrigen Erdumlaufbahn LEO über die geosynchrone Umlaufbahn bis hin zu Satelliten die sich noch weiter außerhalb im Weltraum befinden Ähnliches gilt aber auch tief in Bohrlöchern in denen die Komponenten sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind Weitere Anwendungsbereiche Im militärischen Umfeld sowie in der Luftund Raumfahrt – zum Beispiel in Raketensteuerungsund Navigationssystemen – finden Quarz-Zeitmessgeräte ebenfalls bevorzugt Einsatz weil hier Temperaturund Frequenzstabilität von entscheidender Bedeutung sind Quarzoszillatoren sind auch eine gute Wahl für hochauflösende Videodisplays wo schon kleine Abweichungen von den Sollwerten klar und deutlich sichtbar werden Nicht vergessen werden dürfen die hochgetakteten FPGAs die ebenfalls bevorzugt über Quarzoszillatoren angesteuert werden In diesen Anwendungen führt der geringere Jitter von Quarzoszillatoren zu breiteren Augendiagrammen Diagrammen mit breiteren »Augen« und niedrigeren Bit fehlerraten BER Bei der Ansteuerung von High-Speed-A D-Wandlern führt der geringere Jitter der Quarzoszillatoren zu einem geringeren Phasen rauschen In all diesen Anwendungen werden keine bekannten Alternativen jemals den Gütefaktor die spektrale Reinheit und die Stabilität von Quarz erreichen Dennoch ist es wichtig die intrin sischen Alterungseffekte von Quarz oszillatoren auf die präzise Zeitmessung zu erkennen und zu berücksichtigen Bild pickup stock adobe com