Descripción

Un oscilador de cristal es un circuito oscilador electrónico que utiliza la resonancia mecánica de un cristal vibratorio de material piezoeléctrico para crear una señal eléctrica con una frecuencia precisa.1​2​3​ Esta frecuencia se utiliza comúnmente para controlar el tiempo, como en los relojes de cuarzo, para proporcionar una señal de reloj estable para circuitos integrados digitales y para estabilizar las frecuencias de los transmisores y receptores de radio. El tipo más común de resonador piezoeléctrico utilizado es el cristal de cuarzo, por lo que los circuitos osciladores que los incorporan se conocieron como osciladores de cristal,1​ pero existen otros materiales piezoeléctricos como las cerámicas policristalinas que se utilizan en circuitos similares.

Un oscilador de cristal, en particular uno que utiliza un cristal de cuarzo, funciona distorsionando el cristal con un campo eléctrico, cuando se aplica voltaje a un electrodo cerca o sobre el cristal; una propiedad conocida como electrostricción o piezoelectricidad inversa. Cuando se elimina el campo eléctrico, el cuarzo -que oscila a una frecuencia precisa- genera un campo eléctrico al volver a su forma anterior, y esto puede generar un voltaje. El resultado es que un cristal de cuarzo se comporta como un circuito RLC, pero con un Q mucho más alto.

Los cristales de cuarzo se fabrican para frecuencias desde unas pocas decenas de kilohercios hasta cientos de megahercios. Se fabrican más de dos mil millones de osciladores de cristal al año. La mayoría se utilizan para dispositivos de consumo como relojes de pulsera, relojes, radios, ordenadores y teléfonos móviles. Los cristales de cuarzo también se encuentran en el interior de equipos de prueba y medición, como contadores, generadores de señales y osciloscopios.

Características

• El oscilador de cristal se caracteriza por su estabilidad de frecuencia y pureza de fase, dada por el resonador.
• La frecuencia es estable frente a variaciones de la tensión de alimentación. La dependencia con la temperatura depende del resonador, pero un valor típico para cristales de cuarzo es de 0′ 005% del valor a 25 °C, en el margen de 0 a 70 °C.
• Estos osciladores admiten un pequeño ajuste de frecuencia, con un condensador en serie con el resonador, que aproxima la frecuencia de este, de la resonancia serie a la paralela. Este ajuste se puede utilizar en los VCO para modular su salida.