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Abstract: Quartz crystals are mechanical resonators with piezoelectric properties. The piezoelectricproperties (electric potential across the crystal is proportional to mechanical deformation) allow their use
as electrical circuit elements. Crystals are widely used as resonant elements in oscillators due to theirhigh quality factor (QF), excellent frequency stability, tight tolerance, and relatively low cost. This tutorial
explains the primary design considerations to be addressed in a design of a simple crystal oscillatorusing AT-cut crystals. The basic qualities of a crystal oscillator and factors that can affecttheirperformance in a variety of applications are described. The topics discussed here are the compilation ofissues encountered over a decade of design and applications for ISM-band radios. These topics includeload capacitance, negative resistance, startup time, frequency stability versus temperature, drive-leveldependency, crystal aging, frequency error, and spurious modes.
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