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• Danita Guerrero

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Electrónica II Marzo 2014 – Agosto 2014 Oscilador tipo Cristal Geovanna Daniela Guerrero Mazón Facultad de Informática y Electrónica Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Correo-e: [email protected] Abstract. A crystal oscillator is essentially a tuned oscillator circuit using a piezoelectric crystal as a resonant tank circuit. The crystal (usually quartz) has greater stability in staying constant any frequency which was originally cut the glass to operate. Crystal oscillators are used whenever stability is required; for example, in communication transmitters and receivers. When alternating voltage is applied to a crystal, mechanical vibrations are established (these vibrations have a natural resonant frequency that depends on the crystal). Although glass has electromechanical resonance, we can represent this action by an equivalent electrical resonant circuit..

1 Introducción Los modernos sistemas de comunicación electrónica tienen en su mayoría aplicaciones que requieren una variedad de ondas eléctricas estables y repetitivas. Por lo anterior para un sistema de comunicación es de vital importancia la parte que denominaremos “generación de señales”. El funcionamiento de la generación de señales esta basado en el trabajo de los osciladores que es el tema central que compete para este informe.

1.1 Marco Teórico Oscilador tipo Cristal Los osciladores de cristal son circuitos osciladores de retroalimentación en los que se sustituye el circuito tanque LC con un cristal, como componente para determinar la frecuencia.

Características  

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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.

1.2 Descripción del circuito equivalente El inductor L y el capacitor C representan equivalentes eléctricos de la masa del cristal, en tanto que la resistencia R es un equivalente eléctrico de la fricción interna de la estructura del cristal. La capacitancia en paralelo CM representa la capacitancia debida al montaje mecánico del cristal. Puesto que las pérdidas en el cristal, representadas por R, son pequeñas, el Q equivalente del cristal (factor de calidad) es alto; por lo común de 20.000. Pueden alcanzarse valores de Q casi de hasta 10^6 empleando cristales como se ve en la figura 1.

1.3 Diseño BJT y FET Para excitar un cristal para operación en el modo resonante en serie puede conectarse como un elemento en serie en un circuito de realimentación. En la frecuencia resonante en serie del cristal su impedancia es más pequeña y la cantidad de realimentación (positiva) es más grande. En la figura 2 se muestra un circuito a transistor común. Los resistores R1, R2 y RE proporcionan un circuito de polarización de DC estabilizado por divisor de voltaje. El capacitor CE cortocircuita a CA la resistencia del emisor y las bobinas RFC proporcionan polarización de DC en tanto que desacoplan cualquier señal CA en las líneas de alimentación para que no afecten la señal de salida. La realimentación de voltaje de colector a base es un máximo cuando la impedancia del cristal es mínima (en el modo resonante en serie). El capacitor de acoplamiento CC tiene una impedancia despreciable a la frecuencia de operación del circuito, pero bloquea cualquier DC entre el colector y base.

valores exactos de estos ya que si se utilizan valores diferentes se ve afectada la frecuencia de oscilación.

Referencias

2 Requerimientos Adicionales

[1] http://sojosedgar.tripod.com/u/Osciladores.pdf

En esta sección se presentan las instrucciones de edición para las figuras, tablas, abreviaturas y acrónimos.

[2] http://www.elo.jmc.utfsm.cl/sriquelme/apuntes/ osciladores%20senoidales/Osciladores%20senoi dales.pdf

2.1 Figuras y Tablas [3]

https://electronicavm.files.wordpress.com/20 11/03/oscilador-a-cristal.pdf

Fig. 1 Circuito Equivalente eléctrico de un cristal

Fig. 2 Oscilador controlado por cristal utilizando un cristal en resonancia serie en el circuito de realimentación serie (a) circuito BJT; (b) Circuito FET.

2.2 Abreviaturas y Acrónimos BJT, FET, DC, AC, VCO, LC

3 Conclusiones   

El circuito oscilador con cristal opera a menor frecuencia. Es menos difícil controlar la frecuencia de oscilación en un circuito con cristal. Para que el funcionamiento normal de los circuitos sea correcto se deben utilizar los 2