Kristal Osilatörler

[ibrsel]

Kristal Osilatörler
Kristal Yapısı ve Çalışması

Osilatörlerde frekans kararlılığı çok önemlidir. Bir osilatörün sabit frekansta kalabilme özelliğine "Frekans Kararlılığı" denir. RC ve LC osilatörle de frekans kararlılığı iyi değildir. Verici devrelerinde, tahsis edilen frekans yayın yapabilmesi için frekans kararlılığı en iyi olan kristal kontrollü osilatörler kullanılır.
RC veya LC osilatörlerde, L, C ve R değerlerindeki değişkenlikler, transistörlü yükseltecin statik çalışma noktasındaki değişiklikler, sıcaklık ve nem gibi çevresel değişimlere bağlı olarak frekans kararlılığı değişir.
Kristal, piezoelektrik etkiyle çalışan bir elemandır. Piezoelektrik özellik sergileyen doğal kristal elemanlar; quartz (kuvars), Rochelle tuzu ve turmalin 'dir. Genellikle kristal mikrofonlarda Rochelle tuzu kullanılırken osilatörlerde frekans kararlılığı nedeniyle quartz kullanılır. Quartz kristalinin bir yüzüne mekanik baskı uygulandığı zaman karşıt yüzler arasında bir gerilim oluşur. Kristallerde etki iki türlüdür. Mekanik titreşimlerin elektrikli salınımlar;


Şekil 3.55 - Kristalin Sembolü ve Eşdeğer Devresi

elektriki salınımların mekanik titreşimler üretmesine "Piezoelektrik Etki" adı verilir. Bir kristale, rezonans frekansından veya buna yakın bir frekansta AC bir sinyal uygulandığında, kristal mekanik salınımlar yapmaya başlar. Mekanik titreşimlerin büyüklüğü, uygulanan gerilimin büyüklüğü ile doğru orantılıdır.
Kristalin (xtall) sembolü ve eşdeğer devresi şekil 3.55 'de gösterilmiştir. Eşdeğer devredeki herbir eleman, kristalin mekanik bir özelliğinin karşılığıdır. Cm, kristalin mekanik montajından kaynaklanan kristalin elektrodları arasında varolan kapasitansı gösterir. Eşdeğer devredeki C, kristalin mekanik yumuşaklığına (esneklik, elastisite) eşdeğerdir. Eşdeğer devredeki L, titreşim yapan kristalin kütlesini, R ise kristal yapısının iç sürtünmesinin elektriksel eşdeğerini gösterir. R ile gösterilen kristal kayıpları çok küçük olduğundan, kristallerin Q kalite faktörü 20.000 gibi çok büyük bir değerdedir. LC tank devrelerinde elde edilemeyen yüksek kalite faktörü kristal kontrollü osilatörlerde elde edilir. Bu da kristalli osilatörlerin yüksek kararlılığını ve kesinliğini gösterir.
Bir kristalin, bir seri ve bir de paralel eşdeğer devresi olduğu için iki rezonans frekansı vardır. (Seri, paralel) Seri rezonans devresi R, L ve C 'den, paralel rezonans ise L ve Cm 'den oluşur.


Kaynak: http://www.teknobirlik.com