Voir aussi : fonctionnement théorique du quartz - modèle de quartz - piézo-électricité - le quartz -

Le quartz est d'abord un minéral très commun dans la nature. Une de ses propriétés est la piézo-électricité. En radio, on le rencontre à la fois comme élément stabilisateur de fréquence et comme constituant des filtres à quartz. Il se comporte sur le plan théorique comme un circuit résonant série/parallèle.
On le désigne parfois sous le nom de cristal ou son abréviation anglo-saxonne de XTAL (crystal).

Constitution d'un quartz

Pour se rendre compte de ce que contient un quartz, le mieux est d'ouvrir un FT241 (ou un FT243)
- Dévisser les quatre vis du couvercle C en appuyant sur le couvercle pour maintenir le ressort R comprimé. Un joint en caoutchouc fait l'étanchéité entre le boîtier B et le couvercle C.
- Enlever le ressort R.
- Soulever l'électrode E (mince feuillard de cuivre)
- Sortir délicatement la plaque P et la lame de quartz Q. Repèrer l'orientation des plaques P (le quartz est maintenu par ses quatre coins).
La lame de quartz est fragile, dans le cas de ce quartz taillé pour 3,7MHz l'épaisseur de la lame est de 0,47mm.

Les indications du boîtier

En général la fréquence est marquée en clair sur le boîtier. Elle peut être imprimée ou gravée. Pour ce gros quartz en boîtier DC35 les indications sont claires :
- fréquence réelle : 3705 kHz (KC est l'abréviation de kilocycle/seconde)
- fréquence utile (de réception ou d'émission) de l'appareil pour lequel ce quartz a été conçu : 4090 kHz. C'est le canal (Channel) qui peut aussi être un simple nombre comme ceux de la bande des 11m. L'émetteur-récepteur BC669 possède une moyenne fréquence sur 385kHz ce qui explique la différence entre les deux fréquences indiquées sur le boîtier du quartz.
Il arrive aussi que la précision du quartz soit indiquée. C'est le cas des quartz étalons de fréquence.

Différents boîtiers de quartz

Il existe des dizaines de sortes de boîtiers : parallélépipédiques, cylindriques, en tube de verre, métalliques, à broches ou à fils à souder... La photo ci-contre montre quelques-uns des plus courants :
1) DC-35 13x35x35mm broches d=4mm entre-axe de 19mm.
2) FT-241 10x28x28 broches d=2,3mm entre-axe de 12,3mm
3) FT-243 11x21x29mm broches d=2,3mm entre-axe de 12,3mm
4) HC6/U 7,5x18x19,5mm broches d=1,3mm entre-axe de 12,3mm

Les quartz à broches étaient utilisés pour piloter la fréquence des émetteurs (et parfois des récepteurs). Le changement de la fréquence d'émission se fait alors en changeant de quartz.

Symbole du quartz

Dans les schémas, le quartz est représenté par un des symboles ci-contre. Ils évoquent chacun la lame de quartz enserrée entre les électrodes.

Définition d'un quartz

Pour le choix d'un quartz ou pour passer une commande il est nécessaire de connaître plusieurs paramètres qui déterminent le quartz.
- fréquence : un quartz est taillé pour une fréquence mais celle-ci dépend du mode de résonance. Au-delà de 30 MHz, le quartz est utilisé en overtone (3, 5 ou 7) plutôt qu'en fondamental. Ainsi un quartz 27 MHz peut être taillé en fondamental directement sur 27MHz ou en overtone 3 (dans ce cas sa fréquence fondamentale sera de 9 MHz). La fréquence fournie par l'oscillateur utilisant un quartz taillé en overtone 3 est différence d'un oscillateur tripleur de fréquence utilisant un quartz utilisé sur sa fréquence fondamentale. La fréquence de résonance d'un quartz en fondamentale dépend étroitement de l'épaisseur du quartz. Elle est donnée par la formule :
f = 2750 / e
avec f en kHz et e en mm.
- précision de la fréquence : le prix du quartz en dépend. La plupart des oscillateurs permettent d'ajuster cette fréquence à l'aide d'un condensateur ajustable, par exemple. Un fréquencemètre sert alors de référence de fréquence pour le réglage.
- mode de résonance : parallèle ou série. Il dépend du type d'oscillateur. Si la précision de la fréquence est sans grande importance on pourra ne pas se préoccupper du mode. Sinon le mieux est de joindre le schéma de l'oscillateur à la commande du quartz, le fournisseur saura déterminer le mode requis.
- capacité externe : la fréquence de résonance d'un quartz en mode parallèle dépend de la capacité extérieure aux bornes du quartz. En mode série cela a moins d'importance.
Note : la puissance dissipable par un quartz est très faible. Une trop grande sollicitation peut provoquer des vibrations d'amplitude excessive qui peuvent détruire le quartz. La fréquence de résonance dépend de la température du quartz qui peut s'élever nettement.

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