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Osciladores a Cristal
Oscilador discreto de Pierce
Circuitos de oscilador de
cristal:
Aunque hay muchas configuraciones distintas para los
osciladores utilizando cristales, las más comunes son el discreto y el Pierce de
circuitos integrados y el medio puente de RLC. Cuando necesite muy buena
estabilidad en la frecuencia y circuitos razonablemente sencillos, el Pierce
discreto es una buena opción.
Cuando su principal preocupación es el bajo costo
y la capacidad de una interfase digital sencilla, será suficiente con un
oscilador Pierce utilizando IC. Sin embargo, para la mejor estabilidad de la
frecuencia, el medio puente RLC es la mejor opción.
Oscilador discreto de Pierce:
El oscilador de cristal discreto de
Pierce cuenta con muchas ventajas.
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 disipan poca potencia en el mismo cristal.
Por
último, la estabilidad de frecuencia de corto plazo en el oscilador de cristal Pierce es excelente (esto se debe a que en el circuito de entrada de carga Q es
casi tan alta como la Q interna del cristal) La única desventaja del oscilador
Pierce es que requiere de un amplificador de alta ganancia (aproximadamente 70)
En consecuencia, tiene que utilizarse un solo
transistor de alta ganancia o
hasta un amplificador de etapas múltiples.
 La figura muestra un circuito
para un oscilador discreto de Pierce de 1 MHz. Q1 proporciona toda la ganancia
necesaria para que ocurran oscilaciones autosuficientes. R1 y C1
proporcionan un atraso en fase de 65° a la señal de retroalimentación.
La impedancia del cristal es básicamente
resistiva con un pequeño componente inductivo.
Esta impedancia combinada con la reactancia de C2 proporciona los 115°
adicionales de atraso en fase.
El transistor invierte la señal (cambio de fase de 180°), proporcionándole al
circuito los 360° necesarios para el cambio de fase total.
Debido a que la carga del cristal es principalmente no resistiva (en su mayor
parte la combinación en serie de C1 y C2), este tipo de oscilador proporciona
muy buena estabilidad en frecuencia a corto plazo.
Desdichadamente, C1 y C2
introducen pérdidas sustanciales y, por consecuencia, el transistor tiene que
tener una ganancia de voltaje relativamente alta; ésta es una obvia desventaja.
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