¿Qué función cumple el cristal oscilador de cuarzo?

Para obtener un nivel muy alto de estabilidad en el oscilador, se utiliza generalmente un cristal de cuarzo como dispositivo determinante de la frecuencia para producir otro tipo de circuito oscilador conocido generalmente como Oscilador de Cristal de Cuarzo, XO. Cuando se aplica una fuente de voltaje a un pequeño y delgado trozo de cristal de cuarzo, éste comienza a cambiar de forma produciendo una característica conocida como efecto piezoeléctrico. Este efecto piezoeléctrico es la propiedad de un cristal por la cual una carga eléctrica produce una fuerza mecánica al cambiar la forma del cristal y viceversa, una fuerza mecánica aplicada al cristal produce una carga eléctrica. Entonces, los dispositivos piezoeléctricos pueden clasificarse como Transductores, ya que convierten la energía de un tipo en energía de otro, de eléctrica a mecánica o de mecánica a eléctrica.

Este efecto piezoeléctrico produce vibraciones u oscilaciones mecánicas que pueden utilizarse para sustituir el circuito estándar del tanque LC en los osciladores anteriores. Hay muchos tipos diferentes de sustancias cristalinas que pueden utilizarse como osciladores, siendo los más importantes para los circuitos electrónicos los minerales de cuarzo, debido en parte a su mayor resistencia mecánica. El efecto piezoeléctrico se describió por primera vez a principios de la década de 1880.

Los investigadores descubrieron que cuando se colocaba un peso sobre un cristal de cuarzo, se podían medir las cargas eléctricas en su superficie.

¿Qué es un circuito oscilador?

Además, se observó que cuando se aplicaba un voltaje, el cristal cambiaba de forma.. Esta propiedad se conoce como electrostricción o piezoelectricidad inversa. Al retirar el campo, el cuarzo genera un campo eléctrico al volver a su forma anterior.

En consecuencia, un cristal de cuarzo se comporta como un circuito compuesto por un inductor, un condensador y una resistencia, con una frecuencia de resonancia precisa. Estas propiedades hacen posible que un cristal de cuarzo facilite la estabilidad de un circuito oscilador. El cuarzo es muy adecuado para esta aplicación porque es barato, es abundante en la naturaleza y se puede fresar.

Un cristal como el cuarzo que presenta el efecto piezoeléctrico puede utilizarse con buenos resultados en un oscilador. Un atributo importante de un circuito oscilador es su estabilidad, es decir, que su frecuencia permanezca constante independientemente de los cambios en la temperatura ambiente, la carga eléctrica y la tensión de alimentación de corriente continua. El comportamiento específico a lo largo de la temperatura dependerá del modo de vibración y del ángulo de corte del cuarzo con respecto a sus ejes cristalográficos.

El oscilador de cuarzo es un importante circuito electrónico que proporciona señales de sincronización muy precisas a un bajo coste. Un cristal de cuarzo tiene la propiedad especial de la piezoelectricidad, cambiando sus propiedades eléctricas al vibrar.

¿Cómo saber si un oscilador de cristal está dañado?

Como un cristal puede cortarse para que vibre a una frecuencia muy precisa, los osciladores de cuarzo son útiles para muchas aplicaciones.. Los osciladores de cuarzo se introdujeron en la década de 1920 y proporcionaron frecuencias precisas para las emisoras de radio. Los relojes de pulsera se revolucionaron en la década de 1970 gracias al uso de osciladores de cuarzo de gran precisión.

Los ordenadores utilizan osciladores de cuarzo para generar sus señales de reloj, desde el ENIAC de la década de 1940 hasta los ordenadores modernos. 1 Un cristal de cuarzo requiere circuitos adicionales para hacerlo oscilar, y estos circuitos analógicos pueden ser difíciles de diseñar. En la década de 1970, se popularizaron los módulos osciladores de cristal, que combinaban el cristal de cuarzo, un circuito integrado y componentes discretos en un módulo compacto y fácil de usar.

Por curiosidad por el contenido de estos módulos, abrí uno y realicé ingeniería inversa del chip que había en su interior. En esta entrada del blog, explico cómo funciona el módulo y examino el diminuto circuito integrado CMOS que hace funcionar el oscilador. En el módulo ocurren más cosas de las que esperaba, así que espero que lo encuentres interesante.

Corté la lata para revelar el circuito híbrido del interior. Esperaba que hubiera un cristal de cuarzo en el interior, pero descubrí que los osciladores utilizan un disco de cuarzo muy fino.

¿Cuál es la función del oscilador?

Dañé el cristal al abrir el paquete, por lo que falta la parte superior.. El cristal de cuarzo se ve a la izquierda, con electrodos metálicos fijados a ambos lados del cristal. Los electrodos están unidos a pequeñas clavijas, elevando el cristal por encima de la superficie para que pueda oscilar libremente.

En el lado derecho del módulo hay un diminuto circuito integrado CMOS. Está montado en el sustrato cerámico y conectado a los circuitos mediante pequeños cables dorados. Un condensador de montaje superficial de 3 nF y una resistencia de película de 10Ω en el sustrato filtran el ruido del pin de alimentación. Un oscilador de cristal es un oscilador que utiliza la propiedad de resonancia de un cristal de cuarzo para crear una señal eléctrica a una frecuencia determinada.

Estos dispositivos se pueden clasificar por una serie de parámetros clave, algunos de ellos son: Tipo: VCXO – Osciladores de Cristal Controlados por Tensión, TCXO – Osciladores de Cristal Compensados por Temperatura, OCXO – Osciladores de Cristal Controlados por Horno y XO Osciladores de Cristal son los principales. También hay otros tiposEspecificaciones principales: Fr