Cristal cuarzo

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  • Publicado : 16 de junio de 2011
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CRISTAL CUARZO
El cuarzo es un mineral compuesto de dióxido de silicio y oxigeno. Ese cristal puede adoptar numerosas tonalidades si lleva impurezas. A ese cristal se le llama también cristal de roca y su forma es la de un prisma hexagonal.
Ese cristal tiene algunas propiedades como la propiedad que permite que el cristal tenga la capacidad de emitir luz. Los rayos cósmicos emitidos delespacio producen cambios en la estructura cristalina del cuarzo. Cuando se calienta el cuarzo, la estructura vuelve a la normalidad emitiendo luz. Cuanto más tiempo ha sido radiado, más luz emite el cuarzo
Otra de las propiedades son las propiedades piezoeléctricas, que cuando se comprime y se deforma, se produce una separación de cargas eléctricas que genera una diferencia de tensión y reaccionamecánicamente cuando es sometido a un voltaje. Ese efecto lo convierte en un elemento de gran utilidad para gran variedad de transductores.
Ese efecto en electrónica puede ser útil para producir tensiones alternas con una gran estabilidad de frecuencia. Aunque por sí solo no puede, tocaría usar un circuito, como un oscilador donde la energía de salida se realimenta con la misma fase de la entrada.Se le llama retroalimentación positiva.
Unas de las características del cristal de cuarzo debido a la retroalimentación positiva es la de la frecuencia estable y precisa.
Otra de las características del cristal de cuarzo es su capacidad de presentar un comportamiento resonante. Al cristal se le puede dejar moverse libremente, lo cual al cristal de cuarzo sometido a un estímulo eléctricopuede continuar vibrando a una cierta frecuencia (dependiente de la propia naturaleza del cristal), hasta perder ese impulso inicial. Si se mantiene el estímulo de manera periódica y sincronizada, tendremos una señal a una frecuencia extraordinariamente precisa, en lo que podría considerarse la contrapartida electrónica de un reloj de péndulo. Esta aplicación es común en todo tipo de sistemaselectrónicos como relojes, microprocesadores y osciladores.
La oscilación de cristal va a depender del grueso de la lámina de cuarzo y de la dirección en que se dio el corte para obtener la lamina.
Cuando el cristal se deforma, si la deformación que es reflejada coincide con la fase de la deformación inicial se sumaran las dos deformaciones lo cual producirá la frecuencia de resonancia y la frecuenciade la tensión. Esa frecuencia se dice que es la frecuencia fundamental del cristal. La resonancia se va dar en los múltiplos impares de la frecuencia fundamental hasta sobretono que es solamente la resonancia mecánica del cristal y el armónico es una señal adicional con un múltiplo de la frecuencia fundamental.
Si uno quiere tener es eficiencia en la medida de la oscilación entonces se utilizaes el factor de calidad (Q), donde La máxima estabilidad obtenible de un cristal depende del valor de "Q". En la figura de la impedancia del cristal, la separación entre las frecuencias serie y paralelo se llama ancho de banda. Cuanto más pequeño el ancho de banda mayor es el "Q". Cambios en la reactancia del circuito externo tienen menos efecto en un cristal de alto "Q" por lo tanto lafrecuencia es estable.

El factor de calidad del cuarzo es muy elevado, de 10000 a 100000. De ahí su utilización en circuitos osciladores donde se precisa una alta precisión en la frecuencia generada.
Así como el fenómeno piezoeléctrico hace deformar el cristal, la temperatura también hace que las dimensiones del cristal varíen, haciendo que la frecuencia generada por un oscilador varié.
Para poderestabilizar la frecuencia generada, toca estabilizar térmicamente el cuarzo y por lo tanto el cristal se pone en un recinto cerrado y se aísla térmicamente. Se calienta con un dispositivo termostático hasta hacer que la temperatura permanezca constante.
Esa estabilidad se refiere a la máxima desviación en PPM en un determinado rango de temperatura. La desviación está tomada con referencia a la...
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