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La estabilidad de la frecuencia es de suma importancia.

Como ejemplo, consideremos una estación de radiodifusión.

Una reglamentación en particular prohíbe

que la frecuencia de la estación cambie

más de unos pocos ciclos, de modo que la estación no

interfiera con otra estación que opere

en una frecuencia cercana.

Ahora, por esta razón, el oscilador

que produce esta frecuencia debe ser uno con la mejor

estabilidad de frecuencia.

Por ejemplo, un oscilador capaz de producir

tal salida es el oscilador controlado por cristal.

No vamos a estudiar el circuito del oscilador

en esta lección, pero estudiaremos

las características de los cristales usados en dicho circuito.

Y aquí podría añadir que el cristal

se usará como el elemento determinante de la frecuencia

del oscilador.

Un cristal utilizado en circuitos osciladores

debe poseer una característica conocida como piezoelectricidad,

o el efecto piezoeléctrico.

Ahora, el efecto piezoeléctrico se define

como la propiedad de un cristal por la cual la tensión mecánica

genera cargas eléctricas.

Y, a la inversa, las cargas eléctricas

producen esfuerzos mecánicos.

Esto no es más que decir,

si se aplica una tensión al cristal, vibrará.

La amplitud de estas vibraciones

es tal que es mucho mayor en una frecuencia

que en cualquier otra.

Ahora, esta frecuencia en particular

se llama la frecuencia natural de resonancia del cristal.

Ahora, veamos algunas de las sustancias cristalinas

que poseen las características piezoeléctricas.

Son la sal de Rochelle, la turmalina y el cuarzo.

Ahora, de estas tres, la sal de Rochelle

muestra el efecto piezoeléctrico en mayor grado.

Sin embargo, el cristal de cuarzo es el más utilizado en general.

porque tiene una mayor resistencia mecánica.

El cristal de cuarzo, recuerden, tiene una mayor resistencia mecánica.

Ahora, quiero mostrarles una pieza de cristal de cuarzo

en su forma natural.

Ahora, si lo examináramos detenidamente,

podemos ver que el cristal de cuarzo

tiene una sección transversal hexagonal.

Es decir, tiene seis lados.

Además, el cristal de cuarzo en su forma natural tiene extremos puntiagudos.

Ahora, echemos un vistazo a este dibujo

para que podamos determinar más sobre el cristal de cuarzo.

La vista superior, en efecto, nos muestra que el cristal de cuarzo

tiene forma hexagonal, seis lados.

Mientras que la vista inferior señala que, en efecto,

el cristal de cuarzo, en su forma natural,

sí tiene extremos puntiagudos.

Ahora, el cristal de cuarzo en su forma natural

no puede utilizarse de ninguna manera en un circuito oscilador.

Debe cortarse de una manera específica

para exhibir sus propiedades piezoeléctricas.

Sé que todos ustedes, en algún momento u otro,

han oído hablar del tallado de diamantes.

La razón por la que se talla un diamante es darle brillo.

Y la forma en que se corta determinará

su grado de brillo.

Ahora, no todos los cristales se cortan exactamente de la misma manera,

así como no todos los diamantes se cortan exactamente igual.

Las propiedades que exhibe un cristal

dependen de la manera en que se corta.

Ahora, existen muchos cortes diferentes,

pero solo vamos a examinar tres cortes básicos.

Vamos a verlo, y quiero mostrarles ahora los cortes reales.

Aquí tengo tres cortes de cristal.

Ahora, todos los cristales parecen iguales, pero no todos

tendrá las mismas características.

Su frecuencia dependerá de su grosor.

Echemos un vistazo a dos piezas de cristal cortadas

y comparemos esta diferencia en grosores.

Como pueden ver, este corte es más delgado, y este otro más grueso.

Aquí indicamos que la vibración de este corte más delgado,

o la frecuencia, es mayor que la de este corte.

Esto siempre será así.

Cuanto más delgado sea el corte del cristal,

mayor será la frecuencia de oscilación.

Ahora bien, existen algunos otros cortes del cristal

con mejor estabilidad de frecuencia.

Pero éstos no se tratarán en esta lección.

Ahora, cuando debe mantenerse un grado extremadamente alto de estabilidad de frecuencia,

el cristal se colocará en un horno de temperatura.

Un horno de temperatura no es más que

un contenedor controlado por un termostato.

se utilizaba para mantener la temperatura del cristal

en su rango adecuado.

Y al hacerlo, por supuesto,

tenemos un alto grado de estabilidad de frecuencia.

Ahora, para que un cristal sea usado en un circuito oscilador,

primero debe ser colocado en un soporte.

El soporte del cristal sostendrá físicamente el cristal

y proporcionará los electrodos

por los cuales este voltaje se aplica al electrodo.

El soporte debe permitir al cristal

la máxima libertad de vibración en todo momento.

Veamos este dibujo de un soporte típico.

El cristal será colocado en el soporte

entre dos placas paralelas.

Las placas tienen una separación de aire entre ellas,

lo que deja espacio para que el cristal vibre.

Ahora, estos son los pines

que permitirán aplicar el voltaje a la placa.

Y además, los pines permitirán que el cristal

para ser conectado a un circuito.

Ahora, hasta ahora hemos visto las características físicas

del cristal.

Veamos ahora cómo reacciona eléctricamente el cristal.

Para ello, analizaremos el equivalente eléctrico

de un cristal y su soporte.

El propio cristal, cuando vibra,

actúa de forma muy similar a un circuito resonante en serie,

que contiene resistencia, inductancia y capacitancia.

Recuerde, esto es cuando el cristal está vibrando.

Ahora, cuando el cristal se coloca en el soporte,

la capacitancia del soporte

quedará colocada en paralelo de esta manera.

CH, la capacitancia del soporte.

Así que esta capacitancia representa la capacitancia del soporte.

Esto representa el cristal vibrante.

Ahora bien, el hecho de que este cristal vibrante sea equivalente a,

o constituya el equivalente de, un circuito tanque LC en serie,

No quiero que pienses que es lo mismo

porque el cristal será muy superior

al circuito tanque LC.

Ahora, la Q del circuito de cristal

es muchas veces mayor que la del circuito LC.

Echemos un vistazo a la comparación

entre la Q de un cristal

y la de un circuito tanque LC ordinario.

La Q de un circuito tanque LC

rara vez supera los 2,000,

mientras que la Q del cristal

a veces es tan alta como 30,000.

Y al comparar estos dos,

puedes ver que la Q del cristal

sería muchas veces mayor

que la del circuito tanque LC.

Ahora, debido a la alta Q,

esto significaría que el cristal

tendría mejor estabilidad de frecuencia.

Ahora, veamos algunos de los valores,

tanto físicos como eléctricos,

de un cristal típico.

Si el cristal va a utilizarse

en un circuito oscilador

como el dispositivo que determina la frecuencia,

entonces, echemos un vistazo,

al símbolo esquemático de un cristal.

Estas dos placas representan el soporte del cristal,

mientras que esta área representaría el propio cristal.

Ahora, este es el símbolo esquemático

de un cristal utilizado en circuitos osciladores.