Un risonatore ceramico è un componente elettrico che presenta una frequenza centrale risonante in serie e una risonante parallela. Presenta una caratteristica piezoelettrica che fa sì che il materiale ceramico generi una piccola energia elettrica quando sottoposto a espansione e compressione elettromeccanica. La componente di energia meccanica risultante produce la componente elettrica e viceversa, e il risultato è una reattanza complessa che porta alla risonanza osservata come caratteristica di avere una frequenza centrale. Materiali come il titanato di zirconio e piombo hanno una caratteristica piezoelettrica in ceramica.
Gli oscillatori sono circuiti elettronici che generano forme d’onda periodiche. Il risonatore ceramico può essere utilizzato come riferimento di frequenza nell’oscillatore elettronico, in cui la precisione della frequenza risultante non è così elevata come nell’oscillatore a cristallo. L’errore in frequenza per il circuito del risonatore ceramico può raggiungere il 5%, mentre quello per l’oscillatore al cristallo è inferiore allo 0.1%.
Il risonatore ceramico può essere utilizzato anche per stadi amplificatori a frequenza intermedia (IF), che si trovano nei ricevitori radio eterodina che derivano una IF comune per ricevere una sottobanda di frequenze. Ad esempio, un ricevitore radio sintonizzato su 1,000 kilohertz (kHz) o 1,000 cicli al secondo può generare una frequenza dell’oscillatore locale di 1,455 kHz in modo che la differenza sia 455 kHz, che è una tipica frequenza IF. Per ricevere un segnale di 1,500 kHz, l’oscillatore locale è sintonizzato su 1,955 kHz e la differenza risultante è ancora di 455 kHz. Questo risonatore ceramico è sintonizzato o tagliato per risuonare a circa 455 kHz e servirà una sottobanda come da 550 a 1,600 kHz come in una tipica banda di modulazione di ampiezza (AM).
Un tipico risonatore ceramico ha tre terminali. I due terminali principali sono su ciascun lato largo di un sottile materiale ceramico, mentre il terminale centrale è solitamente collegato al lato sottile e può essere messo a terra o utilizzato per intercettare il segnale nel resto del circuito dell’oscillatore. Esistono, tuttavia, risonatori in ceramica e risonatori in cristallo con solo due terminali.
Gli amplificatori sono le parti attive dell’oscillatore. Il rapporto tra la tensione di uscita e la tensione di ingresso di un amplificatore è noto come guadagno di tensione, che dipende dalla frequenza di interesse. Pochissimi amplificatori manterranno un guadagno costante su un’ampia gamma di frequenze. Quando un risonatore ceramico controlla la frequenza dell’oscillatore, il guadagno di tensione alla frequenza del risonatore ceramico deve essere maggiore di 1. Se il guadagno di tensione è inferiore a 1, l’amplificatore non inizierà a oscillare.
In elettronica, gli amplificatori e gli oscillatori di design hanno componenti molto comuni. Con difetti di progettazione, alcuni amplificatori possono essere molto vicini all’oscillazione. Nel frattempo, alcuni oscillatori potrebbero semplicemente smettere di oscillare e comportarsi come amplificatori inattivi. Idealmente, gli amplificatori non hanno uscita quando non c’è segnale in ingresso.