Oscillatori e cristalli

Un oscillatore è un dispositivo meccanico o elettronico che produce un effetto oscillatorio periodico, spesso un'onda sinusoidale o quadra. Un cristallo invece è un componente passivo che produce altrettanto un effetto oscillatorio periodico, ma con ondulazione della banda a stretta frequenza. Gli oscillatori e i cristalli spesso sono utilizzati in combinazione in circuiti integrati digitali, per fornire una fonte di clock accurata. Sebbene le frequenze dei cristalli possano essere calcolate da kilohertz elevati a megahertz bassi, un PLL (Phased-Locked Loop) può moltiplicare la frequenza d'ingresso in modo preciso in gamme di MHz elevati e GHz bassi, utili in circuiti di clocking a elevate velocità.
Esistono due tipi di oscillatori primari: lineari e non lineari. Gli oscillatori lineari tendono a produrre tensioni d'uscita sinusoidali e sono costituite da amplificatori operativi (op-amp) o da un singolo transistor sistemato in un loop di feedback attraverso un induttore o un condensatore. Gli oscillatori non lineari generalmente impiegano parti digitali e un condensatore, come ad esempio un oscillatore ad anello, che è costituito da una serie di numeri dispari di inverter.
Un cristallo è un dispositivo piezoelettrico che utilizza la risonanza meccanica per ottenere un'emissione di frequenza molto precisa. Il tipo di materiale per cristallo più comune è il quarzo, ma può essere impiegato anche altro materiale piezoelettrico. La reazione elettrica di un cristallo è modellabile con resistori, induttori e condensatori ideali tramite caratterizzazione.