Osilatörler ve Filtre Devreleri Kristal Osilatör Nedir

Kristal osilatör piezo elektrik etkiyi kullanarak salınım yapan osilatör çeşididir. Osilatör çeşitleri: Wien Köprü Osilatör Devresi, Kristal Osilatör, RC Osilatör, LC Osilatör Osilatörlerde frekans kararlılığı çok önemlidir. Osilatörün sabit frekansını koruma özelliğine Frekans Kararlılığı denir. RC, LC osilatörler de frekans kararlılığı çok iyi değildir. Özellikle Verici, alıcı devrelerinde zamanlamanın önemli olduğu mikrodenetleyici tabanlı devrelerde 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.

Kristal osilatörün şematik sembolü ve eşdeğer elektronik devresi;

Eşdeğer devrede ki her bir 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.

Kristallerde etki iki türlüdür. Mekanik titreşimlerin elektrikli salınımlar; 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.

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.

Kristalin eşdeğer devresi seri ve paralel olmak üzere iki rezonans devresinden oluştuğuna göre yukarıda görüldüğü gibi iki rezonans frekansı vardır. Seri rezonans devresinin de empedans R ‘ye eşit olduğundan küçüktür, f1 değerindeki frekansta empedans çok küçüktür.

L ve Cm, paralel rezonans devresini oluşturduğundan, f2 rezonans frekansı değerinde empedans yüksektir.
Bir kristal, devre uygulamasına bağlı olarak, gerek seri gerekse de paralel rezonans frekansında çalışabilir.

Osilatörler Ve Filtre Devreleri

OSİLATÖRLER
Geri Besleme Kavramı, Negatif Geri Beslemenin Etkileri ve Çeşitleri
Osilasyon ve Osilatör Tanımı
Osilatör Kullanım Alanları
Osilatörlerde Frekans Kayması
Osilatör Çeşitleri
Wien Köprü Osilatör Devresi
Kristal Osilatör
RC Osilatör
LC Osilatör
Multivibratörler
Schmitt Trigger Devreleri
FİLTRELER
Filtre Teorisine Giriş
Haberleşme Sistemlerine Kullanım Amacı
Filtrelerin Sınıflandırılması
Pasif Filtreler (R, L, C Elemanları Seri ya da Paralel )
Aktif Filtreler

Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

Osilatörler Ve Filtre Devreleri modül: