Un oscilador de cristal es un dispositivo que se utiliza para transformar energía eléctrica o producirla a partir de energía mecánica. En la mayoría de los casos, estos osciladores están sujetos a un impulso eléctrico que hace que oscilen a una frecuencia precisa. La frecuencia de cada cristal permanece estable a una variedad de temperaturas y presiones y en presencia de muchos materiales y productos químicos diferentes, lo que lo hace ideal para operaciones que requieren una sincronización precisa en muchas circunstancias. Estos dispositivos se utilizan comúnmente en relojes y electrónica tanto por su precisión como por su durabilidad.
Las propiedades del oscilador de cristal fueron descubiertas por primera vez en 1880 por Pierre y Jacques Curie. Estos dos científicos descubrieron que los cristales de cuarzo producirán una carga eléctrica cuando se deforman y cambiarán su forma física cuando se sometan a una carga eléctrica, una propiedad que llamaron efecto piezoeléctrico. Los experimentos con estos cristales mostraron que oscilaban a una frecuencia precisa cuando pasaba corriente eléctrica a través de ellos.
Uno de los componentes principales de un oscilador de cristal es el cristal en sí. Se pueden usar muchos tipos diferentes de cristales como osciladores, pero la variedad más comúnmente utilizada es el cuarzo, que a menudo se cultiva en circunstancias controladas antes de cortarse y usarse como oscilador. El cristal se corta en una rodaja fina o en forma de diapasón y luego se coloca entre dos placas metálicas conductoras. Cuando la corriente pasa a través del dispositivo, el cristal comienza a expandirse y contraerse, u oscilar, a una frecuencia precisa. Un amplificador conectado al oscilador de cristal aumenta la salida del dispositivo que luego se puede usar para cronometrar procesos mecánicos o eléctricos.
La estabilidad de la frecuencia de un oscilador de cristal lo hace ideal para su uso en relojes y electrónica. El cristal de cuarzo se ha utilizado para controlar la sincronización de los relojes desde poco después del descubrimiento del efecto piezoeléctrico. Los relojes con estos osciladores son conocidos por su capacidad para soportar cambios de temperatura y presión y para mantener la precisión durante largos períodos de tiempo.
En electrónica, los osciladores de cristal se utilizan a menudo en computadoras, teléfonos celulares y radios. Los cristales son útiles en estos dispositivos debido a la precisión de su oscilación, lo que permite que el cristal se utilice para filtrar frecuencias no deseadas. El oscilador de cristal también se expande y contrae principalmente a lo largo de un eje, lo que le da al dispositivo un cambio de fase bajo. Estas dos cualidades le dan la capacidad de cronometrar un proceso con precisión y de mantener una señal fuerte, cualidades que lo hacen ideal para su uso en electrónica.