Para los que quieran probar el oscilador de G3UUR para caracterizar cristales y luego usar los datos en programas de diseño de filtros y demás, aquí va una traducción rápida del texto, que hace referencia al primero de los esquemas.
Caracterización de cristales de cuarzo por el método de G3UUR , Dave Gordon-Smith
Basado en un artículo publicado en QRP Quarterly, Octubre de 2010, pp. 31 y ss., titulado Notes on Measuring Quartz Crystal Motion Parameters.
Resumen:
Cristales modernos, tolerancias muy ajustadas en frecuencia, pero no tanto en Q.
Factor Q de un cirstal no cargado es 1 pi Lm / Rm siendo Lm y Rm la inductancia y resistencia mocionales (motional inductance and motional resistence, en inglés).
La Rm también se llama resistencia efectiva serie, conocida en inglés por ESR.
Los valores de ESR varían en un factor 2:1 en cristales de alta calidad. Los baratos, hasta 6:1.
La caracterización y apareado es necesario para construir filtros de gran calidad.
Con el oscilador, los valores típicos de CF varían entre 330 y 560 pF siendo lo habitual usar 470 pF.
CS suele hacerse 1/10 de CF, típicamente 33 o 39 pF. Debe usarse un conmutador miniatura para cortocircuitarlo, soldado directamente al condensador y al valor de CS hay que añadirle típicamente 1 pF.
Interesa que tanto CF como CS sean de 1% de tolerancia o, en caso contrario, que se midan con un capacímetro de calidad.
Para medidas de frecuencia S2 debe estar cerrado, cortocircuitando la resistencia variable de 100 ohmios.
Con el conmutador S1 cerrado se mide la frecuencia F1.
Con el conmutador S2 abierto se mide la frecuencia F2.
Cm = 2(F2 – F1) [ CS + C0 + CR] / F1
siendo C0 la capacidad total paralela del cristal. Se mide con un medidor LC conectando las patillas del cristal directamente al capacímetro. Si se va a usar un zócalo hay que hacer la medida con zócalo y todo, para evaluar el efecto adicional del mismo. Los zócalos hechos con tiras DIL añaden como mínimo 0,5 pF.
CR = 4 CS C0 /CF.
Si no se puede medir C0, se puede estimar de forma aproximada con C0 = 175 CM + 0,95 para cristales de tipo HC-6/U, HC-18/U y HC-49/U. Los HC-49/US los cristales pequeños tienen una geometría muy diferente a los anteriores, pero se puede aplicar la misma ecuación con poco (10%) error, ya que luego afecta menos a Cm (1%).
Medida de la actividad del cristal (relacionada con el factor Q y con la ESR)
El oscilador incluye un detector con doblador de tensión con dos diodos de germanio. Esta tensión depende de la ESR del cristal ensayado. Con un multímetro digital se puede medir directamente la tensión en el condensador de 1 nF.
La medida se debe hacer con S1 cerrado, para estar más cerca de la frecuencia resonante-serie del cristal.
La tensión medida da una indicación relativa de la actividad de los cristales. A mayor tensión, mayor Q. Los cristales de mayor tamaño suelen tener mayor Q, por ejemplo, los HC-6/U más que los HC-49/U. Ojo con el frecuencímetro, porque puede afecta a la medida del Q. Si es así, hay que poner un interruptor para aislar la salida hacia el frecuecímetro para esta medida.
Para una medida rápida de la ESR, seleccione dos que tengan frecuencias F1 muy cercanas (menos de 100 Hz de desviación) y no difieran más de un 5% en la actividad -medida con S1 cerrado-. Interesa hacerlo con dos pares en cada extremo del rango medido (los más bajos y los más altos). Suelde los dos cristales en paralelo y póngalos en el oscilador con S1 y S2 cerrados. La tensión de salida será mucho mayor que antes, con un solo cristal. Abra S2 y ajuste la resistencia variable de 100 ohmios hasta que vuelva a medir la misma tensión que antes con un cristal solo. Quite los cristales del oscilador y mida la resistencia tal como haya quedado ajustada (en los puntos de prueba TP1 y TP2). La ESR de cada cristal tiene aproximadamente un valor de el doble del valor de resistencia medido.
