Cristais e Osciladores na Eletrônica: Definição, Tipos e Diferenças

O que é um Cristal Oscilador?

Os osciladores de cristal são componentes eletrônicos muito usados para gerar frequências precisas em dispositivos eletrônicos. Dentro desses osciladores, existe um pequeno pedaço de cristal, geralmente quartzo, e quando submetido a uma tensão elétrica, vibra a uma frequência específica devido ao fenômeno chamado piezoeletricidade. Essa vibração do cristal, combinada com circuitos eletrônicos apropriados, forma um circuito oscilante que gera uma saída de frequência constante.

Na prática, eles podem ser usados para diversas aplicações, por exemplo o relógio analógico. E na eletrônica é muito usado para enviar pulsos para circuitos controladores, a cada pulso, o circuito controlador sabe que deve processar uma ou mais instruções, dependendo da arquitetura do micro controlador em questão.

Tipos de Cristais Osciladores

Eles podem ser divididos em 2 tipos: Cristal ressonador (dispositivo passivo) e Oscilador (dispositivo ativo), abaixo explicarei a diferença principal de cada um deles, e como saber qual é qual.

Cristal Ressonador

Um cristal ressonador é um componente eletrônico que utiliza a ressonância de um cristal (geralmente quartzo) para gerar uma frequência elétrica precisa. Quando um cristal de quartzo é comprimido ou distorcido, ele produz uma tensão elétrica. Em um ressonador, uma corrente elétrica é constantemente aplicada ao cristal, fazendo-o vibrar. Essa vibração gera uma corrente elétrica com uma frequência específica.

Cristal ressonador (aplicação)

O Cristal Ressonador não gerar pulsos se não tiver um circuito eletrônico auxiliar, para criar o efeito piezoelétrico, e também os capacitores auxiliares. Normalmente o circuito eltrônico auxiliar fica dentro do microcontrolador, e no datasheet do microcontrolador há instruções de qual cristal e quais capacitores podem ser usados para que haja geração de frequência para o circuito lógico do mesmo.

Cristal ressonador (encapsulamentos)

Os cristais ressonadores podem ter diversos encapsulamentos, podem ser cilindricos, ou formato de um retângulo arredondado. E podem também ser encontrados em encapsulamentos PTH e SMD, conforme figura acima. Geralmente vão possuir apenas 2 pinos.

Oscilador

Um oscilador é um circuito eletrônico que utiliza um cristal ressonador para gerar um sinal elétrico em uma frequência específica. O cristal piezoelétrico (geralmente quartzo) é o material mais comum usado em osciladores. No entanto, outros materiais, como cerâmicas policristalinas, também podem ser usados.

Oscilador (aplicação)

Em outras palavras, os osciladores são mais completos, não precisam de um circuito eletrônico auxiliar e capacitores de cerâmica adicionados ao seu circuito. Todo o circuito já está dentro dele. Ele precisa ser apenas alimentado com uma tensão (depende de cada um, é preciso consultar seu datasheet), e gera na sua saída a forma de onda pronta a ser utilizada. E também é uma opção para gerar as ondas necessárias para micro controladores, porém a ligação eletrônica é um pouco diferente, necessário consultar o datasheet do micro controlador.

Oscilador (encapsulamentos)

Os osciladores também podem ser encontrados em encapsulamentos PTH e SMD, geralmente possuem 4 ou mais pinos. E funcionam quase como um gerador de funções de onda e frequência fixa.

Conclusão:

Existe uma grande diferença entre o Cristal Ressonador e um Oscilador. Enquanto um é um elemento passivo que precisa de outros componentes para funcionar, o outro é um elemento ativo que funciona de forma independente. Entender bem isso é importante para compreender melhor o funcionamento de placas eletrônicas que utilizam esses componentes.

Cristal ressonador x Oscilador (diferenças)

Alguns valores comuns de cristais ressonadores e osciladores são: 1MHz / 2MHz / 3.6864MHz / 4MHz / 8MHz / 9.8304MHz / 10MHz / 12 MHz /16 MHz / 18.4320MHz / 20 MHz / 24 MHz / 25Mhz / 27.1200MHz / 32 MHz / 32.7680 MHz / 33.3333MHz / 40MHz / 50MHz.