Cristales De Cuarzo
Páginas: 7 (1622 palabras)
Publicado: 26 de septiembre de 2012
1. Descripción del principio de funcionamiento de los cristales de cuarzo.
Estos cristales son utilizados en la mayoría de dispositivos que se utilizan en electrónica, están formados por una fina lámina de cuarzo la cual esa situada en medio de dos electrodos. El cuarzo también es llamado cristal de roca y esta compuesto por silicio (material utilizado en dispositivos semiconductores) yoxígeno.
Este dispositivo es útil, para controlar la frecuencia de los osciladores, lo cual es sumamente útil para la fabricación de estos mismos, los cuales funcionan por medio de vibraciones mecánicas, los cristales de cuarzo tienen como característica convertir dichas vibraciones en un potencial a una frecuencia específica.
Lo anterior ocurre debido a que se presenta un efecto piezoeléctrico(generación de electricidad por medio de una presión mecánica), entonces al aplicar dicha presión mecánica hay generación de corriente sobre un eje que forma un ángulo de 90° con respecto a la dirección de la fuerza mecánica aplicada.
El cristal de cuarzo tiene una forma hexagonal como se muestra en la siguiente figura:
Los cristales de corte AT como el que se muestra en la figura anterior, es elmás usado, ya que ha sido fabricado a frecuencias muy altas, y más importante aun muestra mucha estabilidad en las frecuencias al ser sometido a variaciones de temperatura.
http://www.ea4nh.com/articulos/cuarzo/cuarzo.htm (foto)
http://www.huarpe.com/electronica/osc/oscilador-xtal.html
http://html.rincondelvago.com/osciladores-de-cristal.html
2. Modelo y descripción de los componentes de sucircuito equivalente.
Cuando el cristal no está vibrando, es equivalente a una capacidad C_ppor estar compuesto de dos placas de metal separadas por un dieléctrico. C_p, recibe el nombre de capacidad del encapsulado, es la capacidad real formada entre dos electrodos del cristal.
La inductancia L_1 y la capacitancia C_s representan los equivalentes eléctricos de la masa del cristal envibración y el equivalente al relajamiento del cristal respectivamente, mientras que la resistencia R es un equivalente eléctrico de la fricción interna de la estructura del cristal. La capacitancia en paralelo C_p representa la capacitancia debida al montaje mecánico del cristal. Los valores de L1 varian desde 0.1 H hasta mas de 100 H, los de Cp varian entre 4 y 40 pf, y los de Cs son típicamentemenores que 1 pf. Debido a que las pérdidas del cristal, representadas por R, son pequeñas, el Q (factor de calidad) equivalente del cristal es alto, por lo general de 20,000. Se pueden lograr valores de Q de casi 〖10〗^6 usando cristales.
http://www.solecmexico.com/electronica/CRISTAL%20DE%20CUARZO%20Y%20EL%20EFECTO%20PIEZOELECTRICO.pdf
http://www.unicrom.com/Tut_OsciladoresCristal1.asphttp://www.huarpe.com/electronica/osc/oscilador-xtal.html
3. Frecuencias de resonancia serie y paralelo.
Circuitos Osciladores Serie
Un circuito básico oscilador resonante serie, utiliza un cristal que está diseñado para oscilar en su frecuencia resonante serie natural. En éste circuito no hay capacitores en la realimentación. Los circuitos resonantes serie son usados por la baja cantidad decomponentes que se utilizan, pero estos circuitos pueden tener componentes parásitos que intervienen en la realimentación. En el caso que el cristal deje de funcionar oscilarán a una frecuencia impredecible, el esquema del circuito oscilador serie es:
De la figura del circuito básico del oscilador resonante serie se ve que no existen componentes para ajustar la frecuencia de oscilación. R1 esutilizado para polarizar el inversor en su región lineal de operación y además provee realimentación negativa al inversor. C1 es un capacitor de acople para bloquear la componente de continua. R2 está para controlar la potencia que se entrega al cristal, limitando la corriente a través de él.
Circuitos Osciladores Paralelo
Un circuito oscilador paralelo utiliza un cristal que esta diseñado para...
Estos cristales son utilizados en la mayoría de dispositivos que se utilizan en electrónica, están formados por una fina lámina de cuarzo la cual esa situada en medio de dos electrodos. El cuarzo también es llamado cristal de roca y esta compuesto por silicio (material utilizado en dispositivos semiconductores) yoxígeno.
Este dispositivo es útil, para controlar la frecuencia de los osciladores, lo cual es sumamente útil para la fabricación de estos mismos, los cuales funcionan por medio de vibraciones mecánicas, los cristales de cuarzo tienen como característica convertir dichas vibraciones en un potencial a una frecuencia específica.
Lo anterior ocurre debido a que se presenta un efecto piezoeléctrico(generación de electricidad por medio de una presión mecánica), entonces al aplicar dicha presión mecánica hay generación de corriente sobre un eje que forma un ángulo de 90° con respecto a la dirección de la fuerza mecánica aplicada.
El cristal de cuarzo tiene una forma hexagonal como se muestra en la siguiente figura:
Los cristales de corte AT como el que se muestra en la figura anterior, es elmás usado, ya que ha sido fabricado a frecuencias muy altas, y más importante aun muestra mucha estabilidad en las frecuencias al ser sometido a variaciones de temperatura.
http://www.ea4nh.com/articulos/cuarzo/cuarzo.htm (foto)
http://www.huarpe.com/electronica/osc/oscilador-xtal.html
http://html.rincondelvago.com/osciladores-de-cristal.html
2. Modelo y descripción de los componentes de sucircuito equivalente.
Cuando el cristal no está vibrando, es equivalente a una capacidad C_ppor estar compuesto de dos placas de metal separadas por un dieléctrico. C_p, recibe el nombre de capacidad del encapsulado, es la capacidad real formada entre dos electrodos del cristal.
La inductancia L_1 y la capacitancia C_s representan los equivalentes eléctricos de la masa del cristal envibración y el equivalente al relajamiento del cristal respectivamente, mientras que la resistencia R es un equivalente eléctrico de la fricción interna de la estructura del cristal. La capacitancia en paralelo C_p representa la capacitancia debida al montaje mecánico del cristal. Los valores de L1 varian desde 0.1 H hasta mas de 100 H, los de Cp varian entre 4 y 40 pf, y los de Cs son típicamentemenores que 1 pf. Debido a que las pérdidas del cristal, representadas por R, son pequeñas, el Q (factor de calidad) equivalente del cristal es alto, por lo general de 20,000. Se pueden lograr valores de Q de casi 〖10〗^6 usando cristales.
http://www.solecmexico.com/electronica/CRISTAL%20DE%20CUARZO%20Y%20EL%20EFECTO%20PIEZOELECTRICO.pdf
http://www.unicrom.com/Tut_OsciladoresCristal1.asphttp://www.huarpe.com/electronica/osc/oscilador-xtal.html
3. Frecuencias de resonancia serie y paralelo.
Circuitos Osciladores Serie
Un circuito básico oscilador resonante serie, utiliza un cristal que está diseñado para oscilar en su frecuencia resonante serie natural. En éste circuito no hay capacitores en la realimentación. Los circuitos resonantes serie son usados por la baja cantidad decomponentes que se utilizan, pero estos circuitos pueden tener componentes parásitos que intervienen en la realimentación. En el caso que el cristal deje de funcionar oscilarán a una frecuencia impredecible, el esquema del circuito oscilador serie es:
De la figura del circuito básico del oscilador resonante serie se ve que no existen componentes para ajustar la frecuencia de oscilación. R1 esutilizado para polarizar el inversor en su región lineal de operación y además provee realimentación negativa al inversor. C1 es un capacitor de acople para bloquear la componente de continua. R2 está para controlar la potencia que se entrega al cristal, limitando la corriente a través de él.
Circuitos Osciladores Paralelo
Un circuito oscilador paralelo utiliza un cristal que esta diseñado para...
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