Los osciladores de cristal desempeñan específicamente el papel de fuentes de reloj de microcontroladores en aplicaciones y se pueden dividir en dos categorías: fuentes de reloj basadas en dispositivos resonantes mecánicos, como cristales y circuitos de tanque resonantes cerámicos RC (resistencia, condensador); Uno es un cristal de configuración de oscilador Pierce utilizado en circuitos de tanque resonante de cristal y cerámica. El otro es un oscilador RC discreto simple. Los osciladores basados en circuitos de tanque resonante de cristal y cerámica suelen tener una alta precisión inicial y bajos coeficientes de temperatura. Los osciladores RC se inician rápidamente y tienen un costo relativamente bajo, pero generalmente tienen poca precisión en el rango de temperatura y voltaje de suministro operativo, que oscila entre el 5% y el 50% de la frecuencia de salida nominal. Sin embargo, su rendimiento puede verse afectado por las condiciones ambientales y la selección de componentes del circuito. Se requiere una consideración cuidadosa en la selección de componentes y el diseño de la placa del circuito oscilador. Cuando se utiliza, el circuito del tanque resonador cerámico y la capacitancia de carga correspondiente deben optimizarse para la familia lógica específica. Los cristales High-Q son insensibles a la elección del amplificador, pero son propensos a sufrir derivas de frecuencia (y posiblemente daños) cuando se sobreamplifican. Los factores ambientales que afectan el funcionamiento del oscilador incluyen interferencias electromagnéticas (EMI), vibraciones y golpes mecánicos, humedad y temperatura. Estos factores pueden aumentar la variación de la frecuencia de salida, aumentar la inestabilidad y, en ocasiones, provocar que el oscilador se detenga. La mayoría de estos problemas se pueden evitar utilizando un módulo oscilador. Estos módulos son osciladores autónomos que proporcionan una salida de onda cuadrada de baja resistencia y están garantizados para funcionar en condiciones específicas. Los dos tipos más comunes son los módulos de cristal y los osciladores RC integrados (osciladores de silicio). Los módulos de cristal tienen la misma precisión que los cristales discretos. Osciladores de silicio Osciladores de cristal
Más precisos que los osciladores RC discretos y, en la mayoría de los casos, son comparables en precisión a los tanques resonantes cerámicos. También es necesario considerar el consumo de energía al elegir un oscilador. El consumo de energía de un oscilador discreto depende principalmente de la corriente de suministro del amplificador de retroalimentación y del valor de capacitancia dentro del circuito. El consumo de energía de un amplificador CMOS es directamente proporcional a la frecuencia de funcionamiento y se puede expresar en términos del valor de capacitancia de disipación de potencia. Por ejemplo, la capacitancia de disipación de potencia del circuito de puerta inversor HC04 es 90 pF, lo que equivale a una corriente de suministro de 1,8 mA cuando funciona a 4 MHz y un voltaje de suministro de 5 V. Junto con la capacitancia de carga del cristal de 20 pF, la corriente de suministro total es de 2,2 mA. Los circuitos de tanque resonante cerámico suelen tener capacidades de carga mayores y requieren corrientes correspondientemente mayores. En comparación, los módulos de cristal normalmente requieren una corriente de suministro de 10 mA ~ 60 mA. La corriente de suministro de un oscilador de silicio depende de su tipo y función, desde unos pocos microamperios para dispositivos de baja frecuencia (fijos) hasta unos pocos miliamperios para dispositivos programables. Los osciladores de silicio de baja potencia, como el MAX7375, requieren menos de 2 mA para funcionar a 4 MHz. La optimización de una fuente de reloj para una aplicación específica requiere una combinación de precisión, costo, consumo de energía y requisitos ambientales.