Diagrama de circuito equivalente de un cristal de cuarzo oscilante

El diagrama del circuito equivalente de un cristal de cuarzo describe el comportamiento eléctrico de un cristal de cuarzo en el rango de sus frecuencias de resonancia. Se compone de los elementos móviles L1, C1 y R1, así como de la capacitancia paralela C0. Esto permite comprender cómo el cristal de cuarzo convierte la oscilación mecánica en un modelo eléctrico equivalente. Este modelo es especialmente importante para comprender mejor la resonancia, las pérdidas y la capacitancia parásita. Para los desarrolladores, el modelo equivalente es una base fundamental para el diseño de circuitos de frecuencias precisas.

R1 representa la resistencia de resonancia y modela las pérdidas en el cristal, por ejemplo, debidas a la amortiguación mecánica y a las pérdidas de conducción. L1 representa la inercia de masa de la oscilación y, por tanto, modela eléctricamente la inercia mecánica del cristal. C1 se denomina capacitancia de movimiento y corresponde a la fuerza de recuperación elástica del cristal. C0 describe la capacitancia paralela entre las conexiones del cuarzo, por ejemplo a través de los electrodos. Sólo la interacción de estas cuatro variables permite una descripción realista del comportamiento de resonancia de un cristal de cuarzo.

Los valores del diagrama del circuito equivalente dependen del diseño, la gama de frecuencias y el tipo de cristal. R1 suele estar en el rango de unos pocos ohmios a varios cientos de ohmios para cristales de cuarzo de MHz, y también en el rango de kOhmios para cristales de cuarzo que oscilan a kHz. C1 suele oscilar entre unos pocos fF y el rango de pF, por lo que es muy pequeño. L1 suele ser de unos pocos mH y representa la inercia mecánica del cristal. Dependiendo del cristal, C0 suele estar entre 1 y 7 pF y tiene una influencia significativa en el comportamiento entre las conexiones.

Teóricamente, también se podría generar una frecuencia con un circuito formado por L1, C1, R1 y una capacitancia paralela C0. En la práctica, sin embargo, esta frecuencia sería bastante menos precisa que con un cristal de cuarzo oscilante real. Además, un circuito discreto de este tipo es complejo de configurar y cuesta más de montar. En cambio, los cristales oscilantes ofrecen una precisión muy alta, una larga vida útil y una solución económica para frecuencias estables. Por eso son la opción preferida para generar relojes precisos en muchas aplicaciones industriales.

C0 es la llamada capacitancia de derivación y describe la capacitancia eléctrica entre las conexiones del cuarzo. Esta capacitancia es creada, entre otras cosas, por los electrodos y la estructura física del componente. Aunque C0 es comparativamente pequeña, tiene una influencia significativa en el comportamiento eléctrico global del cristal de cuarzo. Es un componente importante del modelo equivalente, especialmente cuando se considera la resonancia. Los valores típicos oscilan entre 1 y 7 pF, dependiendo del cristal de cuarzo.

PETERMANN-TECHNIK es especialista en cristales de cuarzo y componentes generadores de frecuencia para aplicaciones industriales. La empresa combina conocimientos técnicos con asesoramiento práctico a la hora de comprender y seleccionar soluciones de cuarzo adecuadas. En lugar de complicados e imprecisos circuitos equivalentes discretos, los clientes reciben cristales de cuarzo precisos, duraderos y rentables. Los expertos en frecuencias de PETERMANN-TECHNIK ofrecen asistencia rápida y directa por teléfono o correo electrónico. Esto convierte a PETERMANN-TECHNIK en una opción sólida para las empresas que confían en la calidad, la precisión y una asistencia fiable cuando se trata de tecnología de frecuencias.