El documento describe los diferentes tipos de osciladores de cristal, incluyendo sus circuitos equivalentes, fórmulas para calcular su frecuencia de resonancia y aplicaciones. Explica que los osciladores de cristal utilizan un cristal piezoeléctrico como circuito resonante para generar señales estables de frecuencia. Luego detalla osciladores como el de Hartley, Colpitts y Pierce, y aplicaciones como receptores de radio, emisores FM, osciladores de reloj y más.

1. z
Universidad de las Fuerzas
Armadas - ESPE
Integrantes del Grupo 2:
- Bazurto Christopher - Chisaguano Isac
- Ayala Andrés - Andocila Daniel
NRC 4792
Ingeniería en Automatización
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA,
ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES.

2. z
OSCILADOR DE
CRISTAL
(Mentefacto)

3. z
OSCILADORES
SINTONIZADOS
OSCILADOR DE
CRISTAL
CIRCUITO
RESONANTE
EN SERIE
CIRCUITO
RESONANTE
EN PARALELO
1. Utiliza un cristal piezoeléctrico como circuito
tanque resonante.
2. El cristal que normalmente se usa es el cuarzo.
3. El cristal tiene una mayor estabilidad a cualquier
frecuencia.
4. Se utiliza en transmisores y receptores de audio.
5. Desarrolla una diferencia de potencial por las
caras opuestas cuando se aplica un esfuerzo
mecánico (efecto piezoeléctrico).
6. Cuando se aplica un voltaje alterno a un cristal,
provoca distorsión mecánica en la forma del
cristal.
7. Circuito equivalente del cristal:
8. Frecuencia de resonancia en serie:
𝑓𝑠 =
1
2𝜋 𝐿𝐶𝑠
9. Frecuencia de resonancia en paralelo:
𝑓𝑝 =
1
2𝜋 𝐿
𝐶𝑠𝐶𝑝
𝐶𝑠 + 𝐶𝑝
10. Con un Amp. Op, genera onda cuadrada.
OSCILADOR
HARTLEY
Boylestad R. – Nashelsky L.(2009). Electrónica: Teoría de
circuitos y dispositivos electrónicos México: PEARSON
EDUCACIÓN.

4. z
DISEÑO

5. z
Circuito equivalente de alterna de un cristal vibrando.
Recuperado de: Malvino, A., & Bates, D. (2007), pag 862
Cuando un cristal está vibrando, actúa como un
circuito sintonizado. La Figura muestra el
circuito equivalente de alterna de un cristal
vibrando a su frecuencia fundamental.
La frecuencia de resonancia serie fs de un cristal
es la frecuencia de resonancia de la rama LCR de
la Figura A esta frecuencia, la corriente de rama
alcanza un valor máximo porque L está en
resonancia con Cs. La fórmula para esta
frecuencia de resonancia es:
OSCILADORES DE
CRISTAL
𝑓𝑠 =
1
2𝜋 𝐿𝐶𝑠
𝑓𝑝 =
1
2𝜋 𝐿𝐶𝑝
La frecuencia de resonancia paralelo fp del
cristal es la frecuencia a la que la corriente de
lazo de la Figura
𝐶𝑝 =
𝐶𝑚𝐶𝑠
𝐶𝑚 + 𝐶𝑠

6. 𝑹𝟐
𝑹𝟏
𝑹𝟑
𝒄𝟏
𝑿𝑻𝑨𝑳
Zener
Zener
Se puede utilizar un amplificador
operacional en un oscilador de
cristal como se muestra en la
figura. El cristal se conecta en la
trayectoria resonante en serie y
opera a la frecuencia resonante en
serie del cristal.
En la salida se muestra un par de
diodos Zener para proporcionar
una amplitud de salida a
exactamente el voltaje Zener (VZ).
(BOYLESTAD & NASHELSKY,
2009).
OSCILADORES DE
CRISTAL
Recuperado de: BOYLESTAD & NASHELSKY, 2009, pag 765

7. 𝑓𝑠 =
1
2𝜋𝐶𝑠
𝐿 =
1
2𝜋𝑓𝑜
2𝐶𝑠
Si 𝐶𝑠 = 1 𝑛𝐹 𝑦 𝑓𝑠 = 5[𝑘𝐻𝑧]
𝐿 =
1
2𝜋 5 ∙ 103 2
(1 ∙ 10−9)
= 1.01321[𝐻]
𝑓𝑝 =
1
2𝜋 𝐿𝐶𝑝
Si 𝐶𝑚 = 2.5 𝑛𝐹
𝑓𝑝 =
1
2𝜋 𝐿
𝐶𝑚𝐶𝑠
𝐶𝑚 + 𝐶𝑠
𝑓𝑝 =
1
2𝜋 (1.01321)
(1 ∙ 10−9)(2.5 ∙ 10−9)
(2.5 ∙ 10−9) + (1 ∙ 10−9)
𝑓𝑝 = 5916.1[Hz]
OSCILADORES DE
CRISTAL

9. Carga y descarga del
capacitor

10. APLICACIONES DE UN
OSCILADOR DE CRISTAL

11. 1. COMO RECEPTORES
Una aplicación para el oscilador de cristal es el usarse como receptores, debido a que
un receptor necesita recibir frecuencias exactas de señales oscilatorias con precisión
ya que requieren de una gran estabilidad.
Recuperado de:
http://historadio.blogspot.com/2011/06/receptor-de-radi.html

12. 2. EMISOR DE FRECUENCIA MODULADA
En donde se aprovechan los armónicos para obtener una frecuencia principal que
deseemos transmitir, generada por el cristal.
Recuperado de:
https://www.forosdeelectronica.com/threads/transmisores-de-fm-con-oscilador-a-cristal.137504/

13. 3. OSCILADOR DE RELOJ
Se usan en sistemas digitales para generar señal de reloj, dado que la ejecución de
instrucciones del controlador tiene lugar en sincronización con una señal de reloj.
Recuperado de:
Recuperado de:
https://www.forosdeelectronica.com/threads/transmisores-de-fm-con-oscilador-a-cristal.137504/

14. 4. OSCILADOR DE CRISTAL COLPITTS
Se usa principalmente en las altas frecuencias de radio como un oscilador estable
que utiliza un cristal de cuarzo para controlar la frecuencia del oscilador.
Recuperado de:
http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2020/01/oscilador-de-cristal-de-cuarzo-y.html

15. 5. OSCILADOR CON ESTRUCTURA RESONANTE EN SERIE
Como resultado, la frecuencia de oscilación del circuito es estable e insensible a
variaciones de los parámetros del circuito.
Recuperado de:
https://unicrom.com/oscilador-de-cristal-resonante-serie-y-parale/

16. 6. OSCILADOR CON ESTRUCTURA RESONANTE EN PARALELO
Un cristal excitado en modo resonancia en paralelo tiene máxima impedancia, el
cristal de la figura mostrada a continuación la máxima tensión de puerta del JFET
se produce a la frecuencia Wp del cristal.
Recuperado de:
https://unicrom.com/oscilador-de-cristal-resonante-serie-y-parale/

17. 7. OSCILADOR PIERCE
El oscilador Pierce es principalmente un circuito sintonizado resonante en serie (a
diferencia del circuito resonante paralelo del oscilador Colpitts) que utiliza un
JFET para su dispositivo amplificador principal.
Recuperado de:
http://www.incb.com.mx/index.php/29-osciladores/6297-oscilador-pierce-a-cristal-cir1982s-2/

18. 8. OSCILADOR DE CRISTAL PERFORADO
El cristal determina la frecuencia de las oscilaciones y funciona a su frecuencia de
resonancia serie, ƒs dando un camino de baja impedancia entre la salida y la
entrada.
Recuperado de:
http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2020/01/oscilador-de-cristal-de-cuarzo-y.html/

19. 9. OSCILADOR DE CRISTAL CMOS
El cristal oscila en su frecuencia de resonancia en serie. El inversor CMOS se
polariza inicialmente en el medio de su región de operación por la resistencia de
retroalimentación, R1.
Recuperado de:
http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2020/01/oscilador-de-cristal-de-cuarzo-y.html/

20. 10. OSCILADOR MICROPROCESADOR
En este tipo de aplicación de microprocesador, el oscilador de cristal de cuarzo
produce un tren de pulsos de onda cuadrada continua cuya frecuencia
fundamental es controlada por el cristal mismo.
Recuperado de:
http://tutorialesdeelectronicabasica.blogspot.com/2020/01/oscilador-de-cristal-de-cuarzo-y.html/

21. Bibliografía:
BOYLESTAD, R. L., & NASHELSKY, L. (2009). Electrónica: Teoría de Circuitos y
Dispositivos Electrónicos. México : PEARSON EDUCACIÓN.
Malvino, A., & Bates, D. (2007). Principios de Electrónica. Madrid: McGraw-Hill.