¿Qué es un oscilador de cristal?

Un oscilador de cristal es un dispositivo utilizado para transformar energía eléctrica o producirla a partir de energía mecánica. En la mayoría de los casos, estos osciladores están sujetos a un impulso eléctrico que los hace oscilar a una frecuencia precisa. La frecuencia de cada cristal se mantiene estable a una variedad de temperaturas y presiones y en presencia de muchos materiales y productos químicos diferentes, lo que lo hace ideal para operaciones que requieren una sincronización precisa en muchas circunstancias. Estos dispositivos se usan comúnmente en relojes y electrónica por su precisión y durabilidad.

Las propiedades del oscilador de cristal fueron descubiertas por primera vez en 1880 por Pierre y Jacques Curie. Estos dos científicos descubrieron que los cristales de cuarzo producirán una carga eléctrica cuando se formen fuera de forma y cambiarán su forma física cuando se sometan a una carga eléctrica, una propiedad que denominaron efecto piezoeléctrico. Los experimentos con estos cristales mostraron que oscilaban a una frecuencia precisa cuando la corriente eléctrica pasaba a través de ellos.

Uno de los componentes principales de un oscilador de cristal es el cristal mismo. Se pueden usar muchos tipos diferentes de cristales como osciladores, pero la variedad más comúnmente utilizada es el cuarzo, que a menudo se cultiva bajo circunstancias controladas antes de cortarlo y usarlo como oscilador. El cristal se corta en una rodaja delgada o en la forma de un diapasón y luego se coloca entre dos placas metálicas conductoras. Cuando la corriente pasa a través del dispositivo, el cristal comienza a expandirse y contraerse, u oscilar, a una frecuencia precisa. Un amplificador conectado al oscilador de cristal aumenta la salida del dispositivo que luego se puede utilizar para cronometrar procesos mecánicos o eléctricos.

La estabilidad de la frecuencia de un oscilador de cristal lo hace ideal para su uso en relojes y electrónica. El cristal de cuarzo se ha utilizado para controlar el tiempo de los relojes desde poco después del descubrimiento del efecto piezoeléctrico. Los relojes con estos osciladores son conocidos por su capacidad para soportar cambios de temperatura y presión y para mantenerse precisos durante largos períodos de tiempo.

En electrónica, los osciladores de cristal a menudo se usan en computadoras, teléfonos celulares y radios. Los cristales son útiles en estos dispositivos debido a la precisión de su oscilación, que permite que el cristal se use para filtrar frecuencias no deseadas. El oscilador de cristal también se expande y contrae principalmente a lo largo de un eje, lo que le da al dispositivo un cambio de fase bajo. Estas dos cualidades le dan la capacidad de cronometrar un proceso con precisión y mantener una señal fuerte, ambas cualidades que lo hacen ideal para su uso en electrónica.