Was ist ein Oszillator?

Ein Oszillator (aus dem Lateinischen »oscillare« für schaukeln) ist ein Mechanismus zum Erzeugen und Unterhalten von elektrischen oder mechanischen Schwingungen, also ein schwingfähiges System, das sich um eine Ruhelage oder einen Ruhepunkt herum bewegt.

Die Kombination aus Unruh und Spiralfeder ist genauso ein Oszillator wie ein Uhrenquarz in Verbindung mit einem Verstärker. Ein Uhrenquarz ist ein spezieller Schwingquarz, der als Taktgeber unter anderem in den nach ihm benannten Quarzuhren oder in Echtzeituhren fungiert. Seine Frequenz, die beschreibt, wie schnell bei einem periodischen Vorgang (Schwingungen) Wiederholungen aufeinander folgen, beträgt 32.768 kHz beziehungsweise 32.768 Hz. Das ist eine vergleichsweise hohe Frequenz gegenüber denen von Oszillatoren in mechanischen Uhrwerken, die zumeist zwischen 2,5 und 5 Hertz (Hz) beziehungsweise 18.000 und 36.000 Halbschwingungen in der Stunde liegen. Der Schwingquarz wird in Form einer miniaturisierten Stimmgabel ausgeführt und in ein zylindrisches Gehäuse mit Drahtanschlüssen eingebaut. Das Schwingsystem in mechanischen Uhrwerken befindet sich dagegen offen gelegt unter einer Brücke oder einem Kloben, und wird von Uhrenliebhabern durch einen Glasboden gern in Augenschein genommen.

Liebevoll wird der Oszillator als das Herz der mechanischen Uhr bezeichnet, weil er – je nach der Ausgewogenheit seiner Schwingungen – den Gang der Uhr maßgeblich beeinflusst, wenn nicht sogar bestimmt. Um diesen so genau wie möglich einzustellen, müssen zahlreiche Maßnahmen am Oszillator, also an Unruh und Spirale, vorgenommen werden – vom Wickeln der Spirale und gegebenenfalls dem Biegen einer Endkurve, über das Klassifizieren von Unruh und Spirale bis hin zur Feinreglage über Unruhschrauben oder Exzentersysteme, um nur einige Handgriffe zu erwähnen. Schwingungen mechanischer oder elektrischer Systeme sind ohne zusätzliche Maßnahmen stets gedämpft. Das heißt, dass die Amplituden der Schwingungen mit der Zeit abnehmen, wenn keine neue Energie zugeführt wird. In letzter Konsequenz bleibt die Uhr stehen. Ein Oszillator besitzt daher immer eine Energiequelle. Bei der mechanischen Uhr ist es die Aufzugsfeder im Federhaus, bei einer Quarzuhr zumeist eine Batterie. Dass die Amplituden ohne Energiezufuhr mit der Zeit fallen, lässt sich sehr gut mithilfe eines Oszillographen – eines elektrischen Gerätes, das Schwingungen registriert und aufzeichnet – darstellen. Die Uhrmacher nennen es Zeitwaage, und sie ist eines ihrer wichtigsten Messgeräte. Mit ihr werden die Schwingungen des Oszillators über ein Mikrofon aufgenommen und mit einer bekannten Frequenz, üblicherweise mit der  Quarzzeitreferenz, abgeglichen. mari