¿Qué son los osciladores de reloj?

Los osciladores de reloj son circuitos electrónicos que se utilizan para cronometrar ciertos eventos. Se pueden usar para controlar la velocidad a la que funciona la manecilla de segundos de un reloj. Estos dispositivos pueden estar hechos de varios materiales, aunque el material más común y más preciso es el cristal de cuarzo. Estos dispositivos utilizan un estímulo electrónico para crear un movimiento mecánico.

La aplicación de una corriente eléctrica a un oscilador de reloj hace que vibre u oscile a su frecuencia natural. La frecuencia natural de los materiales comúnmente utilizados en estos circuitos es estrecha y estable. La frecuencia de oscilación rígida significa que los ingenieros pueden usar la información numérica sobre esa frecuencia al determinar la sincronización de los osciladores de reloj. La frecuencia se puede usar para marcar segundos u otras unidades de tiempo usando una fórmula matemática simple y la frecuencia conocida del dispositivo. Las computadoras, los transmisores de radio y los receptores de radio usan osciladores de reloj para controlar el tiempo.

El tiempo se puede medir usando osciladores de reloj. El material del oscilador, ya sea cuarzo, cerámica u otro material estable, oscila a una velocidad predecible cuando se le aplica un estímulo eléctrico. La frecuencia natural del oscilador puede cambiar en función de la forma, el tamaño y el corte del material, lo que significa que el oscilador debe probarse y calibrarse antes de su uso. La mayoría de los osciladores de reloj utilizados en los relojes tienen forma de diapasones.

El cristal de cuarzo es el dispositivo más común utilizado en los osciladores de reloj porque tiene una frecuencia natural muy precisa. El cristal de cuarzo tampoco es particularmente reactivo a los productos químicos, por lo que con el tiempo se producen muy pocos cambios en la estructura del cristal, lo que hace que los osciladores de cristal de cuarzo sean precisos durante muchos años. Aunque la temperatura y la presión pueden afectar el rango de señales que captará, las adaptaciones al cristal y su circuito pueden disminuir los efectos de estos cambios externos.

El principio utilizado en los osciladores de reloj fue descubierto por primera vez por los hermanos Curie en 1880. Llamado efecto piezoeléctrico, la conversión de electricidad en movimiento mecánico o lo opuesto: el efecto piezoeléctrico inverso. Este método de generar movimiento era mucho más estable que los modelos anteriores, que dependían únicamente de la mecánica. Una de las primeras industrias en adoptar el concepto del efecto piezoeléctrico fue la industria relojera, que cambió de relojes mecánicos que requerían bobinado a osciladores de reloj de cristal que mantenían el tiempo con muy poca degradación.