OSCILADORES DE CRISTAL

Los osciladores de cristal son circuitos osciladores de retroalimentación en donde el circuito tanque LC se reemplaza con un cristal para el componente que determina la frecuencia. El cristal actúa de manera similar al tanque LC, excepto que tiene varias ventajas inherentes. A los cristales se les llama a veces resonadores de cristal y son capaces de producir frecuencias precisas y estables Para contadores de frecuencia, sistemas electrónicos de navegación, transmisores y receptores de radio, televisiones, (VCR), relojes para sistemas de computación, Y muchas otras aplicaciones demasiado numerosas. Circuitos oscilador de cristal

Oscilador discreto de Pierce: Su frecuencia de operación abarca todo el rango del cristal fundamental completo (desde 1 Khz. a aproximadamente 30 Mhz). Utiliza circuitos relativamente sencillos que requieren de pocos componentes (la mayoría de las versiones de frecuencia media necesitan solamente un transistor). El diseño del oscilador Pierce desarrolla una alta potencia de la señal de salida mientras que disipa poca potencia en el mismo cristal.

Figura 09 Circuito para un oscilador discreto de Pierce de 1 MHz.

Oscilador Pierce de circuitos integrados: Este proporciona menos estabilidad de Frecuencia, se puede implantar utilizando un diseño digital sencillo de IC y reduce sustancialmente el costo sobre los diseños discretos convencionales.

Figura 10 Oscilador Pierce utilizando Circuitos Integrados.

Oscilador de cristal de medio puente RLC: En la siguiente figura se muestra la versión Meacham del oscilador de cristal de medio puente RLC. El oscilador original Meacham se desarrolló en 1940 y utilizó un puente completo de cuatro brazos y una lámpara de tungsteno con un coeficiente de temperatura negativo. La configuración del circuito mostrada en la figura utiliza solamente un puente de dos brazos y un transmisor de coeficiente de temperatura negativo. Q funciona como separador de fase y proporciona dos señales fuera de fase de 180 grados. El cristal debe operar en su frecuencia de resonancia, para que su impedancia interna sea resistiva y bastante pequeña. Cuando empiezan las oscilaciones, la amplitud de la señal se incrementa gradualmente, reduciendo la resistencia del termistor hasta que el puente queda casi nulo. La amplitud de las oscilaciones estabiliza y determine la resistencia final del termistor. El circuito tanque LC a la salida se sintoniza a la frecuencia de resonancia en serie del cristal.

Figura 11 Oscilador RLC.

Un módulo para oscilador de cristal consiste de un oscilador controlado de cristal y de un componente de voltaje variable como un diodo varactor. Todo el circuito del oscilador se encuentra dentro de una sola lata de metal.

Se muestra en el siguiente diagrama esquemático simplificado de un módulo para oscilador de cristal Colpitts. X1 es en si un cristal y Q1 es el componente activo para el amplificador. C1 es un capacitor derivador que permite variar la frecuencia oscilatoria del cristal dentro de un rango reducido de frecuencias de operación. VC1 es un capacitor variable de voltaje (varicap o diodo varactor). Un diodo varactor es un diodo cuya capacitancia interna mejora cuando se invierte la polarización, y al variar el voltaje de polarización inversa, se puede ajustar la capacitancia del diodo. Un diodo varactor tiene una capa especial de deflexión (agotamiento) entre los materiales de tipo p y n.