Kristal Osilatör Nedir? Kullanım Alanları Nelerdir?

Bu yazımızda elektronik devrelerde sıkça yer alan kristalleri ele alacağız. Piyasada kristal osilatör olarak adlandırılan bu elektronik devre elemanına değinmeden önce “Osilatör” kelimesinin anlamına bakalım.

Osilatör, belli frekanslarda kare, sinüs, üçgen veya testere dişi şeklinde sinyal üretmeye yarayan, geri beslemeli yükselticilerdir. Kısaca kendi kendine sinyal üretebilen elektronik bir cihazdır, diyebiliriz.

Kristaller, frekans kararlılığı en iyi olan osilatör tipidir. Osilatörler için çok önemli olan bu özelliğin tanımını sabit frekansta kalabilme olarak da yapabiliriz. Bir başka önemli tanımlama daha yapmak gerekirse; kristal osilatörler, piezoelektrik etkiyi kullanarak salınım yapan osilatör çeşididir, denilebilir.

Yukarıdaki görselde standart bir kristalin görüntüsü yer almaktadır. Kristallerin frekans değeri genellikle üzerilerinde yazmaktadır.

Kristal piezoelektrik etkiyle çalışan bir malzeme tipi olduğunu belirtmiştik. Frekans kararlılığının maksimum seviyede olması için ise quartz kristali kullanılır. Kuartz kristalinden çeşitli eksenlerde kesilmiş bir plakadan titreşim kristali yapılır. Bu plakanın iki yüzeyine konan iki bağlantı noktasına AC gerilim uygulandığında kristal mekanik olarak titreşmeye başlar. Bu plaka basınç altında bırakıldığında, sinüzoidal AC gerilim ortaya çıkar. Bu piezoelektrik olayıdır. Eğer alternatif gerilimin frekansı ve kuartzın mekanik öz frekansı aynıysa, piezoelektrik etki en yüksek değerdedir.

Kristal osilatörlerin en temel ve genel devre yapısı şöyledir:

Elektronik devrelerin ihtiyaçlarına göre transistör veya op-amp kullanılan devreler de mevcuttur.

Alıcı verici devrelerinde belli frekanslarda yayın yapabilmek için frekans kararlılığı çok önemli bir parametredir. İşte bu kararlılığı sağlamak için genellikle alıcı verici devrelerde sıkça kristal osilatörler kullanılır.