OSCILLATORI - 9

L'inserimento del cristallo piezoelettrico in un oscillatore può avvenire in molti modi, cui corrispondono diversi tipi di oscillatori a quarzo, per lo più realizzati secondo lo schema a tre punti. Esempio applicativo di oscillatore a quarzo e il circuito di  Pierce, schematizzato in figura14:

Fig. 14 Oscillatore di Pierce.

Si tratta di un oscillatore Colpitts nel quale, al posto dell'induttanza L del circuito risonante a tre punti, è inserito un cristallo di quarzo funzionante nella zona induttiva, cioè a frequenza compresa tra f_s e f_p. I valori della frequenza di oscillazione degli oscillatori a quarzo vanno da alcuni kHz fino al centinaio di MHz. Al disotto di qualche kHz lo spessore della lamina di quarzo diventa eccessivo per una efficace eccitazione; viceversa, per frequenze al disopra di alcuni MHz la lamina risulta troppo sottile per una sufficiente resistenza meccanica: si può pero eccitare il quarzo "in armonica" (funzionamento in overtone) e giungere così fino centinaia di MHz.

I quarzi con frequenze di risonanza non elevate possono essere impiegati oscillatori per bassa frequenza, realizzati con amplificatori operazionali secondo uno schema detto a ponte di Meacham come indicato in fig. 15.

la condizione di oscillazione è espressa dalla relazione:

R₁ ( R + R₃) >=  R ( R₁+ R₂)

dove R è la resistenza serie del circuito equivalente del quarzo. Il circuito oscilla alla frequenza di risonanza serie f_s coincidente con la frequenza di risonanza meccanica propria del quarzo (detta anche frequenza naturale del quarzo), e ciò consente di ottenere oscillatori ad elevatissima stabilità di frequenza.