Cristal de Cuarzo
Se denomina cristal de cuarzo a un elemento de propiedades piezoeléctricas y con características resonantes dadas en función de sus dimensiones. Se sabe que el cuarzo posee propiedades especiales frente a los campos eléctricos. Si consideramos un elemento de forma lenticular con deposición metálica en las caras opuestas del mismo, la aplicación de un impulso de tensión en dichos electrodos provocará una deformación mecánica del mismo. Tenemos así un efecto oscilatorio.
Método de un Cristal de Cuarzo
Dibujo una línea con R, L y C en serie, y C0 en paralelo con los 3. El cristal de cuarzo como elemento responde a la resonancia en serie del tipo RLC y dada x:
Fs=1/2PiRaiz(CL) -> Q=1/2•Pi•R•C•fase
El condensador paralelo C0 también responde a una resonancia paralelo:
Fp=1/2PiRaiz(L•Ceq) Ceq=C0•C/C0+C
La resonancia serie hace que el cristal se presente a la frecuencia fs de resonancia como una baja impedancia. La resonancia paralelo hace que en ese punto el cristal se comporte como un circuito casi abierto.
a) Circuito a Cristal en Montaje Lineal
Se trata de un montaje en torno a un transistor del tipo NPN. Este montaje es no inversor. La realimentación positiva se realiza a través de C1 entre emisor y base y ajustada en nivel mediante C4. Se consigue que el circuito entero se acomode a una oscilación que termina siendo regida por la de resonancia del cristal. La salida se toma del emisor a través de C3
b) Osciladores de Reloj a Cristal
Son circuitos osciladores que trabajan a saturación, entregando señales cuadradas idóneas para secuenciar circuitos digitales. Un circuito típico es el trigger Schmitt. Se trata de un montaje que pone a trabajar al cristal en su modo serie por lo que se requiere un amplificador de 0º. Para que exista realimentación deberá colocarse el cristal en un bucle con fase nula o 360º. La frecuencia de salida estará definida por el valor de resonancia del cristal colocado en la realimentación.
Los inconvenientes de este tipo de montaje son su sensibilidad a los cambios de temperatura y facilidad de saltos de frecuencia de trabajo a otros puntos resonantes por sobretodo. Por ello se acompaña de Cu
Un método mejor es utilizar el cristal en modo paralelo que exige estar en realimentación con un montaje inversor. Este tipo de montaje es mucho más estable y además solo precisa de una puerta para su construcción.
Osciloscopio
La característica básica de este tubo es la posibilidad de colocar un haz de luz de electrones sobre cualquier punto de la pantalla (x,y), requiere el uso del efecto termoiónico, cuando un metal está a alta temperatura muchos electrones adquieren energía cinética suficiente como para escapar de la red atómica. Todo el conjunto del tubo es de vidrio y aloja los distintos componentes inmersos en puente vacío. El tubo consta de tres partes:
- La primera es el cañón de electrones, cuya misión consiste en la generación de una ráfaga controlable de electrones que parten hacia el otro lado del tubo que formarán la traza que dibuja en la pantalla.
- En la segunda tenemos una serie de componentes que imprimen sobre la traza de electrones que emite el cañón direcciones muy precisas que consiguen que el haz de electrones que incide internamente en la pantalla esté enfocado, pincel electrónico–
- Por último, el mecanismo director del pincel que le arrastra a cualquier posición de la pantalla por una acción compuesta en ambas direcciones del plano.
Desviación del Haz de Electrones por Influencia de las Placas de Deflexión
La deflexión es un fenómeno de aparición de pares de fuerzas sobre cargas aceleradas inmersas dentro de un campo eléctrico y sometido a la ley de Coulomb:
F=e*q/r^2=-e*E
Osciloscopio con Doble Base de Tiempos
En estos osciloscopios, una de las bases de tiempo es la principal, que se encarga de dibujar la señal íntegramente, la otra es retardada y se utiliza para observar pequeños detalles que serían imposibles de detectar con la base de tiempo ordinaria. Un ejemplo de este tipo de situación es visualizar la sobre amortiguación de circuitos generadores de onda cuadrada. La base principal será la encargada de representar la señal cuadrada y la base retardada, ajustarse para la visualización del pequeño transitorio. Estos osciloscopios pueden presentar distintos modos de funcionamiento:
- Modo normal: solo se conecta la base principal para la generación de barrido
- Modo intensificado: igual que el anterior, sin embargo, la base retardada se utiliza únicamente para intensificar la zona de la imagen de la onda dibujada durante el intervalo
- Barrido retardado: es el segundo de los generadores de barrido el que se conecta al amplificador horizontal para formar la traza que dibujará la señal
- Barrido mezclado: es el modo más interesante, juega con ambas bases de tiempo, de forma que desdobla el canal que se esté utilizando para medir la señal