Kristal Osilatör Devresi

Kristal osilatör devresi

Kristal osilatör devresi?

Kristal osilatör devresi; osilatörlerde frekans kararlılığı önemlidir. Frekans kararlılığı en iyi olan osilatör tipi kristal osilatördür. Osilatörler için çok önemli olan bu özelliğin tanımını sabit frekansta kalabilme olarak ifade edebiliriz. Bir osilatörün sabit frekansta kalabilme özelliğine “frekans kararlılığı” adı verilir. Özellikle verici devrelerinde   alınan frekans yayını yapabilmek için frekans kararlılığı iyi olan osilatör çeşitlerinden biri olan kristal kontrollü osilatörler kullanılmalıdır.

Kristal

Kristal ise piezoelektrik etki ile çalışan bir elemandır. piezoelektrik özellik gösteren doğal kristal elemanlar, quartz (kuvars), rochelle tuzu ve turmalindir. Genel olarak kristal mikrofonlarda rochelle tuzu kullanılır. Frekans kararlılığının maksimum seviyede olması için osilatörlerde ise frekans kararlılığı sebebi ile (quartz) kuartz kristali kullanılır. Quartz kristalinin bir yüzüne mekanik baskı uygulandığında karşıt yüzler arasında bir gerilim meydana gelir.  Bir kristale, rezonans frekansından veya buna yakın bir frekansta AC bir sinyal uygulandığı zaman kristal mekanik salınım yapar. Mekanik titreşimlerin büyüklüğü, uygulanan gerilimin büyüklüğü ile doğru orantılıdır.

Kristal osilatör devresi

Şekilde görülen devre kristal osilatörlerin en basit ve en genel devre yapısını teşkil ediyor. Ancak transistörlü ve op-amplı kristal osilatör devresi de vardır. Devrenin ihtiyaçlarına göre transistör veya op-amp kullanılan bu devrelerde rezonans frekansı büyük önem taşır.

Transistörlü Kristal Osilatör Devresi

Şekilde görülen transistörlü kristal osilatör devresinde, kristalin seri rezonans frekansında çalışması için kristal, geri besleme yoluna seri bağlanmıştır. Burada geri besleme miktarı en büyük düzeydedir.

NPN tipi transistör yükselteç devresini meydana getiriken R1, R2 gerilim bölücü devresini meydana getirir. RFC (radyo frekans çok) bobini ise kollektöre DC öngerilimi sağlar ve yüksek frekanslı sinyalleri güç kaynağından izole eder.

Bobinin, DC ‘de endüktif reaktansı sıfır, yüksek frekanslarda ise çok yüksektir. CC kuplaj kondansatörü, kollektör ile beyz arasında DC bloklamayı sağlar.

Şekildeki devre “Kristal Kontrollü Pierce Osilatörü” olarak tanınır. Devrenin osilasyon frekansı, kristalin seri rezonans frekansı ile tespit edilir.

Op-amp’lı Kristal Osilatör Devresi

Şekilde görüldüğü gibi kristal kontrollü osilatör devresinde işlemsel yükselteç (OP-AMP) kullanılabilir. Bu devrede kristal, geri besleme yoluna seri bağlanmıştır.

Bu yüzden kristal, seri rezonans frekansında çalışır. Bu devrenin çıkışından kare dalga alınır. Tam olarak zener diyot geriliminde çıkış genliğini sağlamak için çıkışa bir çift zener diyot bağlanmıştır.

Aşağıda sırasıyla kristal osilatör devresi, transistörlü osilatör devresi ve op-amp’lı osilatör devresi gösterilmiştir.