En todo sistema de circuito integrado hay un componente llamado oscilador. ¿Qué es un oscilador? ¿Qué sabes sobre este componente? En este artículo te lo explicamos.
1. ¿Qué es un oscilador cristalino?
El término 'oscilador de cristal' se refiere principalmente al oscilador de cristal, que consiste en una lámina delgada cortada a partir de un cristal de cuarzo según un ángulo de orientación determinado, conocida comúnmente como chip, y que es el componente más importante en los circuitos de reloj. El resonador de cristal de cuarzo, abreviado como cristal de cuarzo o cristal, también se llama oscilador de cristal; mientras que el elemento de cristal que incorpora un circuito integrado (IC) dentro de su encapsulado para formar el circuito oscilador se denomina oscilador de cristal.
2. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del oscilador cristalino?
Un cristal resonante es un dispositivo de resonancia fabricado principalmente mediante el efecto piezoeléctrico del cristal de cuarzo. Cuando se aplica un campo eléctrico a los dos electrodos del cristal, este sufre una deformación mecánica. Por el contrario, si se ejerce presión mecánica en ambos lados del cristal, se genera un campo eléctrico en la dirección correspondiente, un fenómeno conocido como efecto piezoeléctrico. Si se aplica una tensión alterna a los dos electrodos, el cristal vibra mecánicamente, y esta vibración a su vez genera un campo eléctrico alterno.
Por lo general, la amplitud de las vibraciones mecánicas de un chip y la del campo eléctrico alterno son muy pequeñas. Sin embargo, cuando la frecuencia de la tensión alterna aplicada alcanza un valor específico, la amplitud aumenta notablemente, siendo mucho mayor que en otras frecuencias. Este fenómeno se conoce como resonancia piezoeléctrica, muy similar al fenómeno de resonancia en un circuito LC. Su frecuencia de resonancia depende del modo de corte del chip, de su geometría, de sus dimensiones y otros factores.
3. ¿Qué funciones tienen los osciladores cristalinos?
1. Proporcionar una señal de reloj básica.
Por lo general, un sistema comparte un único oscilador, principalmente para facilitar que todas sus partes funcionen de forma sincronizada. Por ejemplo, en algunos sistemas de comunicación, la frecuencia fundamental y la radiofrecuencia utilizan osciladores distintos, y se ajusta la frecuencia mediante circuitos electrónicos para garantizar la sincronización.
2. Proporcionar la frecuencia de reloj requerida por el sistema.
Los osciladores de cristal suelen utilizarse junto con circuitos de anillo de fase bloqueada para proporcionar la frecuencia de reloj necesaria al sistema. Cuando distintos subsistemas requieren señales de reloj de frecuencias diferentes, se pueden emplear varios anillos de fase bloqueada conectados al mismo oscilador de cristal.
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