Electrónica de Comunicaciones

Transcripción

1 Electrónica de Comunicaciones CONTENIO REUMIO: 1 Introducción 2 Osciladores 3 Mezcladores. 4 Lazos enganchados en fase (PLL). 5 Amplificadores de pequeña señal para RF. 6 Filtros pasabanda basados en resonadores piezoeléctricos. 7 Amplificadores de potencia para RF. 8 emoduladores de amplitud (AM, B, B y AK). 9 emoduladores de ángulo (FM, FK y PM). 10 Moduladores de amplitud (AM, B, B y AK). 11 Moduladores de ángulo (PM, FM, FK y PK). 12 Tipos y estructuras de receptores de RF. 13 Tipos y estructuras de transmisores de RF. 14 Transceptores para radiocomunicaciones ATEUO EC osc 00

2 2. Osciladores Osciladores con elementos discretos de Baja Frecuencia (RC) Tipos de Osciladores de Alta Frecuencia y Frecuencia Variable (LC) de Alta Frecuencia y Frecuencia Fija (a cristal) Colpitts Hartley Otros (Clapp,...) Colpitts Hartley Pierce Otros (Clapp,...) ATEUO EC osc 01

3 Teoría básica de sistemas realimentados e linealiza el sistema e toman transformadas de Laplace x e (s) Entrada x er (s) (s) Planta x s (s) alida x r (s) H(s) Observaciones: Red de x e : magnitud de entrada realimentación x er : magnitud de error x r : magnitud realimentada x s : señal de salida x x : magnitudes que pueden ser de distinto tipo (s): función de transferencia de la planta H(s): función de transferencia de la red de realimentación ATEUO EC osc 02

4 Cálculo de funciones de transferencia x e (s) Entrada x er (s) (s) Planta x s (s) alida x r (s) H(s) Red de realimentación Lazo abierto (s) = x s (s) x er (s) Lazo cerrado x s (s) (s) = x e (s) 1 (s) H(s) ATEUO EC osc 03

5 Casos particulares x e (s) Entrada (s) Planta x s (s) alida x s (s) = x e (s) (s) 1 (s) H(s) H(s) Red de realimentación Realimentación negativa 1 (s) H(s) > 1 Alta ganancia de lazo x s (s)/x e (s) = 1/H(s) Realimentación positiva 1 (s) H(s) < 1 Oscilación 1 (s) H(s) = 0 ituación indeseada en servosistemas ituación deseada en osciladores ATEUO EC osc 04

6 Caso de oscilación x s (s) = x e (s) (s) 1 (s) H(s) x e (s) Entrada (s) Planta x s (s) alida H(s) Red de realimentación 1 (s) H(s) = 0 x s (s)/x e (s) e genera X s aunque no haya X e 1 (s) Planta H(s) Red de realimentación x s (s) alida Cuando está oscilando: (s) H(s) = 1 (s) H(s) = 180º Por tanto: (jω osc ) H(jω osc ) = 1 (jω osc ) H(jω osc ) = 180º ATEUO EC osc 05

7 Condición de oscilación (I) En oscilación: (jω osc ) H(jω osc ) = 1 (jω osc ) H(jω osc ) = 180º 1 (jω osc ) Planta H(jω osc ) alida Red de realimentación Qué tiene que suceder para que comience la oscilación? x e (jω osc ) Entrada (jω osc ) Planta alida x e (jω osc ) (jω osc ) H(jω osc ) H(jω osc ) Red de realimentación ATEUO EC osc 06

8 Condición de oscilación (II) x e (jω osc ) Entrada (jω osc ) Planta alida x e (jω osc ) (jω osc ) H(jω osc ) H(jω osc ) Red de realimentación i x e (jω osc ) (jω osc ) H(jω osc ) > x e (jω osc ) (es decir, (jω osc ) H(jω osc ) > 1) cuando el desfase es 180º, entonces podemos hacer que la salida del lazo de realimentación haga las funciones de la magnitud de entrada. (jω osc ) Planta alida H(jω osc ) Red de realimentación ATEUO EC osc 07

9 Condición de oscilación (III) En realidad si (jω osc ) H(jω osc ) > 1 cuando el desfase es 180º, las magnitudes empezarán a crecer constantemente (jω osc ) Planta alida H(jω osc ) Red de realimentación Existe un límite a este crecimiento? Evidentemente sí, por razones energéticas hay límites. Incluso el sistema podría destruirse al crecer la magnitud de salida. ATEUO EC osc 08

10 Condición de oscilación (IV) (jω osc ) Planta alida H(jω osc ) Red de realimentación pm (jω osc ) H(jω osc ) > 1 gm (jω osc ) H(jω osc ) = 1 Observaciones: pm (s): función de transferencia de pequeña magnitud gm (s): función de transferencia de gran magnitud ATEUO EC osc 09

11 Condición de oscilación (V) x e (jω osc ) Entrada (jω osc ) Planta alida x e (jω osc ) (jω osc ) H(jω osc ) H(jω osc ) Red de realimentación i (jω osc ) H(jω osc ) < 1 cuando el desfase es 180º, entonces la oscilación se extinguirá (jω osc ) Planta alida H(jω osc ) Red de realimentación ATEUO EC osc 10

12 Condición de oscilación (VI) Formulación formal: Criterio de Nyquist 1 (jω osc ) Planta alida Para que empiece la oscilación: H(jω osc ) Red de realimentación Tiene que existir una ω osc a la que se se cumpla (jω osc ) H(jω osc ) = 180º A esa ω osc tiene que cumplirse (jω osc ) H(jω osc ) > 1 Cuando se estabiliza la oscilación: isminuye la (jω osc ) hasta que (jω osc ) H(jω osc ) = 1 cuando (jω osc ) H(jω osc ) = 180º ATEUO EC osc 11

13 Condición de oscilación (VII) Interpretación con iagramas de Bode Para que empiece la oscilación. (jω) H(jω) [db] Oscilará (jω osc ) Planta alida (jω) H(jω) [º] H(jω osc ) 0 Red de realimentación ω osc ATEUO EC osc 12

14 Condición de oscilación (VIII) Cuando ya oscila. Para que no oscile. (jω) H(jω) [db] 80 (jω) H(jω) [db] No oscilará (jω) H(jω) [º] ω osc ATEUO EC osc 13 (jω) H(jω) [º] ω osc

15 Condición de oscilación en osciladores Caso general Oscilador 1 (jω) Planta alida A(jω) Amplificador alida H(jω) Red de realimentación β(jω) Red pasiva Existencia de ω osc tal que (jω osc ) H(jω osc ) = 180º A ω osc se cumple (jω osc ) H(jω osc ) > 1 Para que empiece la oscilación: Cuando ya oscila: Existencia de ω osc tal que A(jω osc ) β(jω osc ) = 0º A ω osc se cumple A(jω osc ) β(jω osc ) > 1 (jω osc ) H(jω osc ) = 1 A(jω osc ) β(jω osc ) = 1 ATEUO EC osc 14

16 Tipos de Osciladores BJT, JFET, MOFET, Amp. Integrados, etc A(jω) Amplificador alida β(jω) Red pasiva RC en baja frecuencia. LC en alta frecuencia (y variable). ispositivo piezoeléctrico en alta frecuencia (y constante). Líneas de transmisión en muy alta frecuencia. ATEUO EC osc 15

17 Osciladores LC con tres elementos reactivos (I) v gs g v gs FET R s A(jω) Amplificador alida β(jω) Red pasiva Z 2 Z 1 Z 3 Z 1 Z 3 ATEUO EC osc 16

18 Osciladores LC con tres elementos reactivos (II) v e v gs g v gs R s v s Z 2 Z 1 v er v sr Z 3 ATEUO EC osc 17

19 Osciladores LC con tres elementos reactivos (III) v e R s v gs g v gs v s v s = g R s Z1 (Z 2 Z 3 ) Z 1 Z 2 Z 3 R s Z 1 (Z 2 Z 3 ) Z 1 Z 2 Z 3 v e v sr Z 2 Z 3 Z 1 v er Z 3 v sr = v er Z 2 Z 3 v er = v s Por tanto: R s Z 1 Z 3 v sr = g Z 1 Z 2 Z 3 R s Z 1 (Z 2 Z 3 ) Z 1 Z 2 Z 3 v e ATEUO EC osc 18

20 Osciladores LC con tres elementos reactivos (IV) R s Z 1 Z 3 e otra forma: v sr = g v e R s (Z 1 Z 2 Z 3 )Z 1 (Z 2 Z 3 ) Por tanto: A β = v sr /v e = g v e v gs g v gs R s Z 2 v s R s Z 1 Z 3 R s (Z 1 Z 2 Z 3 )Z 1 (Z 2 Z 3 ) Puesto que usamos sólo bobinas y condensadores: Z 1 = j X 1 Z 2 = j X 2 Z 3 = j X 3 v sr Z 3 Z 1 v er Por tanto: ATEUO EC osc 19 A β =g R s X 1 X 3 j R s (X 1 X 2 X 3 )X 1 (X 2 X 3 )

21 Osciladores LC con tres elementos reactivos (V) i el circuito debe oscilar al cerrar el interruptor, debe cumplirse que: Existe ω osc tal que A(jω osc ) β(jω osc ) = 0º (es decir, REAL) A ω osc se cumple A(jω osc ) β(jω osc ) > 1 Por tanto: A(jω osc ) β(jω osc ) = g R s X 1 X 3 j R s (X 1 X 2 X 3 )X 1 (X 2 X 3 ) = 0 Como: X 1 (ω osc )X 2 (ω osc )X 3 (ω osc ) = 0, los tres elementos reactivos no pueden ser iguales. Tiene que haber dos bobinas y un condensador o dos condensadores y una bobina. Queda: R s X 3 (ω osc ) A(jω osc ) β(jω osc ) = g X 2 (ω osc )X 3 (ω osc ) Y como: X 2 (ω osc )X 3 (ω osc )= X 1 (ω osc ), ATEUO EC osc 20

22 Osciladores LC con tres elementos reactivos (VI) queda: A(jω osc ) β(jω osc ) = g R s X 3 (ω osc ) X 1 (ω osc ) Como: A(jω osc ) β(jω osc ) = 0º (es decir, POITIVO), X 3 y X 1 deben ser del mismo tipo (los dos elementos bobinas o los dos condensadores). Z 2 Z 2 Z 1 Z 3 Z 1 Z 3 Z 1 Z 3 Z 2 Z 1 Z 3 Z 1 Z 3 Z 1 Z 3 Hartley Colpitts ATEUO EC osc 21

23 Osciladores LC con tres elementos reactivos (VII) Como para que el circuito oscile al cerrar el interruptor debe cumplirse que A(jω osc ) β(jω osc ) > 1, entonces queda: X 2 = 1/ωC 2 X 1 =ωl 1 R s X 3 (ω osc ) g > 1 X 1 (ω osc ) X 3 =ωl 3 Hartley R g s L 3 > 1 L 1 X 2 =ωl 2 X 1 = 1/ωC 1 R g s C 1 > 1 X 3 = 1/ωC 3 Colpitts C 3 ATEUO EC osc 22

24 Osciladores LC con tres elementos reactivos (VIII) La frecuencia de oscilación se calcula a partir de la condición: X 1 (ω osc )X 2 (ω osc )X 3 (ω osc )= X 1 =ωl 1 X 3 =ωl 3 Hartley f osc = 1 2π (L 1 L 3 )C 2 X 2 =ωl 2 X 1 = 1/ωC 1 X 3 = 1/ωC 3 Colpitts f osc = 2π 1 C 1 C3 L 2 C 1 C 3 ATEUO EC osc 23

25 Resumen Hartley v gs g v gs C 2 L 1 R s R g s L 3 > 1 f osc = L 1 1 2π (L 1 L 3 )C 2 L 3 Colpitts v gs C 3 g v gs L 2 C 1 R s R g s C 1 > 1 C 3 f osc = 2π 1 C 1 C3 L C 1 C 2 3 ATEUO EC osc 24

26 Realización práctica de un Colpitts en fuente común v gs g v gs R s v s osc * v s osc L 2 C 1 L 2 C 1 C 3 C 3 V cc V cc * C L CH C C L CH L 2 C C 1 v s osc C 3 ATEUO EC osc 25

27 Realización práctica de un Colpitts en puerta común v gs g v gs R s v s osc * v s osc L 2 C 1 L 2 C 1 C 3 C 3 V cc V cc L CH L 2 C ATEUO EC osc 26 * C 3 C 1 v s osc

28 Realización práctica de un Colpitts en drenador común v gs g v gs R s * L 2 C 1 L 2 C 1 C 3 v s osc C 3 v s osc * V cc L CH L 2 C 3 V cc C C L CH 1 v s osc ATEUO EC osc 27

29 Realización práctica de un Hartley en fuente común v gs g v gs R s v s osc V cc C 2 L 1 L 1 L 3 C V cc L CH C 2 L 3 C v s osc C ATEUO EC osc 28

30 Realización práctica de un Hartley en puerta común v gs L 3 g v gs R s v s osc C 2 L 1 V cc L CH C 1 C 2 v s osc V cc C L 2 3 L CH C M L 1 ATEUO EC osc 29

31 Realización práctica de un Hartley en drenador común v gs L 3 g v gs C 2 L 1 R s v s osc C 2 C V cc L 3 L 1 C v s osc V cc C M L CH ATEUO EC osc 30

32 Osciladores LC con más de tres elementos reactivos: El oscilador de Clapp (I) v gs C 2 g v gs L 2 C 1 R s C 2 f osc = Condiciones de oscilación: R g s C 1 > 1 C 3 2π 1 C 1 C 2 C 3 L C 1 C 2 C 1 C 3 C 2 2 C 3 C 3 C 2 no influye en la condición A(jω osc ) β(jω osc ) > 1 C 2 influye en la frecuencia de oscilación, especialmente si C 2 << C 1,C 3 Especialmente útil para osciladores de frecuencia variable. ATEUO EC osc 31

33 Osciladores LC con más de tres elementos reactivos: El oscilador de Clapp (II) Realización práctica en drenador común V cc R L 2 C 2 C 3 C C L CH 1 R 1 v sosc ATEUO EC osc 32

34 Osciladores de frecuencia variable (I) Hay que hacer variar uno de los elementos reactivos de la red de realimentación. Tipos: Con control manual Controlado por tensión (Voltage Cotrolled Oscillator, VCO) Con control manual de la frecuencia Usando un condensador variable ATEUO EC osc 33

35 Osciladores de frecuencia variable (II) V cc V cc R L 2 C 2 C 3 C C L CH 1 R 1 v s osc C 2 L 2 C 3 C 2 C 3 C C L CH 1 R 1 v s osc Clapp (Colpitts sintonizado en serie) en drenador común Colpitts sintonizado en paralelo en drenador común Condiciones de oscilación: R g s C 1 > 1 C 3 (común) f osc = 1 f osc = 1 2π C 1 C 2 C 3 L C 1 C 2 C 1 C 3 C 2 2 C 3 2π C 1 C 3 ( C C 1 C 2 ) L 2 3 ATEUO EC osc 34

36 Osciladores de frecuencia variable (III) Osciladores Controlado por Tensión (VCOs) e basan en el uso de diodos varicap (también llamados varactores ) V cc R L 2 C 3 C R CF C 21 C 1 L CH R 1 v s osc v CF C 22 C 2 ATEUO EC osc 35

37 Hojas de características de un diodo varicap (BB131) (I) ATEUO EC osc 36

38 Hojas de características de un diodo varicap (BB131) (II) ATEUO EC osc 37

39 Osciladores de frecuencia muy constante e basan en el uso de cristales de cuarzo (u otro material piezoeléctrico) ímbolo: Interior del dispositivo: Contacto metálico Cristal Cápsula Aspecto: Terminales ATEUO EC osc 38

40 Cristales piezoeléctricos (I) Circuito equivalente de un cristal de cuarzo: R 1 L 1 R 2 L 2 R 3 L 3 C 1 C 2 C 3 CO ATEUO EC osc 39

41 Cristales piezoeléctricos (II) R 1 L 1 R 2 R 3 L 2 L 3 Z(f) C 1 C 2 C 3 CO Im(Z(f)) [kω] 50 Comportamiento inductivo 0 50 Comportamiento capacitivo f 1 f 2 ATEUO EC osc 40

42 Cristales piezoeléctricos (III) Modelo simplificado (alrededor de una de las frecuencias en las que se produce comportamiento inductivo) Ejemplo: cristal de μp de 10 MHz R L R = 20 Ω C = 0,017 pf L = 15 mh C O = 3,5 pf C C O X L (10 MHz)= 2π = 942 kω Im(Z) [MΩ] 1 Z(f) Hz 1 10, ,024 10,0244 f [MHz] ATEUO EC osc 41

43 Cristales piezoeléctricos (IV) En otra escala Im(Z) [kω] 600 Ejemplo: cristal de μp de 10 MHz R = 20 Ω L = 15 mh C = 0,017 pf C O = 3,5 pf 0 Margen de comportamiento inductivo 25 khz R L C C O ,01 10,02 10,03 f [MHz] ATEUO EC osc 42

44 L C C O Cristales piezoeléctricos (V) Calculamos la impedancia del modelo del cristal 1 1 (L s ) C O s C s 1 (L C s 2 1) Z(s) = = 1 1 C P s (L C L s s 2 1) C O s C s siendo: C = C C O CC O C P = CC O Análisis senoidal: s = jω j Z(jω) = (1 L C ω2 ) j(ω 1 /ω 2 ) 2 = C P ω (1 L C ω 2 ) C O ω (1 (ω/ω 1 ) 2 ) (1 (ω/ω 2 ) 2 ) siendo: ω 1 = 1 L C ω 2 = 1 L C ATEUO EC osc 43

45 Cristales piezoeléctricos (VI) L C C O j(ω Z(jω) = (1 (ω/ω 1) 2 1 /ω 2 ) 2 ) C O ω (1 (ω/ω 2 ) 2 ) ω 1 = 1 L C ω 2 = 1 L C Como C < C, entonces: ω 2 > ω 1 i ω < ω 1, entonces también ω < ω 2 y entonces: Z(jω) = j (cantidad positiva) < 0, es decir, comportamiento capacitivo. i ω 1 < ω < ω 2, entonces: Z(jω) = j (cantidad negativa) > 0, es decir, comportamiento inductivo. i ω 2 < ω, entonces también ω 1 < ω y entonces: Z(jω) = j (cantidad positiva) < 0, es decir, comportamiento capacitivo. olo se comporta de modo inductivo si ω 1 < ω < ω 2 ATEUO EC osc 44

46 L C C O Cristales piezoeléctricos (VII) 1 C C ω 1 = O 1 Resumen: C = ω 2 = L C CC O L C (ω (1 (ω/ω 1 ) 2 1 /ω 2 ) 2 ) Z(jω) = jx(ω) X(ω) = C O ω (1 (ω/ω 2 ) 2 ) X(ω) Comp. inductivo 0 ω 1 ω 2 Comportamiento capacitivo ATEUO EC osc 45

47 Hojas de características de cristales de cuarzo ATEUO EC osc 46

48 Osciladores a cristal e basan en el uso de una red de realimentación que incluye un dispositivo piezoeléctrico (típicamente un cristal de cuarzo). Tipos: Basados en la sustitución de una bobina por un cristal de cuarzo en un oscilador clásico (Colpitts, Clapp, Hartley, etc.) El cristal de cuarzo trabaja el su zona inductiva. Basados en el uso del cristal de cuarzo en resonancia serie. Basados en la sustitución de una bobina por un cristal (I) R L 2 C 2 C 3 V cc C C L CH 1 R 1 v s osc R Xtal C 3 V cc C C L CH 1 R 1 v s osc ATEUO EC osc 47

49 R Osciladores basados en la sustitución de una bobina por un cristal (II) Xtal C 3 V cc C C L CH 1 R 1 v s osc Condiciones de oscilación: R g s C 1 > 1 (no depende del cristal) C 3 Cálculo de la frecuencia de oscilación : X C1 (ω osc )X C3 (ω osc )X Xtal (ω osc )= 0 Cristal de 10 MHz L = 15 mh R = 20 Ω ráficamente: C = 0,017 pf C O = 3,5 pf (X C1 (ω)x C3 (ω)), X Xtal (ω) [Ω] X Xtal (ω) C 1 = C 3 = 50pF C 1 = C 3 = 100pF C 1 = C 3 = 500pF f [MHz] ATEUO EC osc ,002 10,004

50 Osciladores basados en la sustitución de una bobina por un cristal (III) Analíticamente: X C1 (ω osc )X C3 (ω osc )X Xtal (ω osc )= 0 (ω X Xtal (ω osc ) = (1 (ω osc /ω 1 ) 2 1 /ω 2 ) 2 ) C O ω osc (1 (ω osc /ω 2 ) 2 ) 1 1 X C1 (ω osc ) X C3 (ω osc ) = C 1 ω osc C 3 ω osc espejando ω osc se obtiene: ω osc = ω 1 1 C C 1 C 3 C O Nótese que ω 1 < ω osc < ω 2 ya que: ω 2 = ω 1 1 C 1 C 3 C C O ATEUO EC osc 49

51 Osciladores basados en la sustitución de una bobina por un cristal (IV) Ajuste de la frecuencia de oscilación: modificar el valor de C O externamente poniendo un condensador C ext en paralelo con el cristal ω osc = ω (X C1 X C3 ) C 1 C 3 C 1 = C 3 = 50pF C C 1 C 3 C O C ext X Xtal, (X C1 X C3 ) [Ω] C ext = 15pF 0pF 10pF 9, ,001 10,002 10,003 f [MHz] 5pF x Xtal R C 3 C C 3 ext Xtal 10 MHz C L CH 1 f osc (C ext = 0pF) = ,9622 khz f osc (C ext = 5pF) = ,5201 khz f osc (C ext = 10pF) = ,1929 khz f osc (C ext = 15pF) = ,9408 khz V cc R 1 C v s osc ATEUO EC osc 50

52 v e Osciladores basados en el uso del cristal de cuarzo en resonancia serie (I) v R gs s g v gs v s v e v R gs s g v gs v s v sr R 1 Xtal v er v sr R 1 C O L C Z Xtal = jx xtal v er En este caso: A(jω) β(jω) = g R s R 1 jx Xtal R 1 R ATEUO EC osc 51

53 v e v sr Osciladores basados en el uso del cristal de cuarzo en resonancia serie (II) v R gs s R 1 Xtal g v gs jx xtal v er v s En oscilación: X Xta = 0 ya que A(jω osc ) β(jω osc ) = 0º 0 > (R 1 R )/(R 1 R ) > g ya que A(jω osc ) β(jω osc ) > 1 Amplificador con g > 0 R s v e g v e v s R 1 Xtal ATEUO EC osc 52

54 Conexión de la carga a un oscilador (I) V cc L 2 C 3 C 1 L CH R 1 C v s osc R L C L Carga C L influye en la frecuencia de oscilación y R L influye en la ganancia del transistor. Hay que conectar etapas que aíslen al oscilador de la carga. ATEUO EC osc 53

55 Conexión de la carga a un oscilador (II) V cc R 2 L 2 C 3 C C E C 1 L CH R 1 R 3 v s osc R L Carga C L Etapa en colector común para minimizar la influencia de la carga en el oscilador. ATEUO EC osc 54

56 Osciladores con transistores bipolares (I) B i b R e E C β i b Estudio y resultados prácticamente idénticos al caso de transistores de efecto de campo. Z 2 Z 3 Z 1 Z 1 = j X 1 Z 2 = j X 2 Z 3 = j X 3 X 3 X 1 En este caso: A(jω osc ) β(jω osc ) = β j R e (X 1 X 2 X 3 )X 3 (X 1 X 2 ) = 0 X 1 (ω osc ) queda: A(jω osc ) β(jω osc ) = β X 3 (ω osc ) ATEUO EC osc 55

57 Osciladores con transistores bipolares (II) Como: A(jω osc ) β(jω osc ) = 0º (es decir, POITIVO), X 1 y X 3 deben ser del mismo tipo (dos bobinas o dos condensadores). Como para que el circuito oscile debe cumplirse que A(jω osc ) β(jω osc ) > 1, entonces queda: V cc X 1 (ω osc ) β > 1 X 3 (ω osc ) R 1 R 3 L 2 C B C 3 C E1 C E2 Colpitts en colector común con transistor bipolar seguidor de tensión. L CH C 1 R 2 R 4 v s osc ATEUO EC osc 56

58 Circuitos para limitar automáticamente la ganancia en el transistor (ejemplo con JFET) (I) V cc R 1 Resistencia de arranque C 2 C 3 L 2 C 1 L CH C v sosc iodo para polarizar negativamente la puerta con relación a la fuente ATEUO EC osc 57

59 Circuitos para limitar automáticamente la ganancia en el transistor (ejemplo con JFET) (II) R C 2 C 3 1 i ds Circuito equivalente L 2 C 1 R L CH R C 2 C 3 1 Thévenin L 2 C 1 R L CH i ds R ATEUO EC osc 58

60 Circuitos para limitar automáticamente la ganancia en el transistor (ejemplo con JFET) (III) Corriente despreciable (resistencia muy grande) R C 2 C 3 1 Corriente media nula (por ser condensadores) L 2 C 1 R L CH v O Luego: la corriente media por el diodo debe ser nula. Para ello, C 3 debe cargarse de tal forma que no conduzca el diodo. Tensión media nula (por ser una bobina) ATEUO EC osc 59

61 0 0 0 Circuitos para limitar automáticamente la ganancia en el transistor (ejemplo con JFET) (IV) R 1 C 3 v C1 v C3 v v C 2 L 2 C 1 nivel de cc nivel de cc v C3 v C1 i R L CH v O i = 0 (resonancia) v C1 v O (Z LCH >> R ) v C3 = v C1 C 1 /C 3 nivel de cc v = v C1 v C3 ATEUO EC osc 60

62 0 0 Circuitos para limitar automáticamente la ganancia en el transistor (ejemplo con JFET) (V) R 1 C 3 v C3 v v nivel de cc nivel de cc C 2 L 2 C 1 v C3 v C1 i=0 R L CH v O v C3 (=v ) tiene un nivel de cc negativo proporcional al nivel de las señales que supone una polarización negativa de la puerta con respecto a la fuente que disminuye la ganancia al crecer el nivel de las señales ATEUO EC osc 61

63 Condensadores adecuados para osciladores de alta frecuencia eben ser condensadores cuya capacidad varíe muy poco con la frecuencia. Ejemplos: Condensadores cerámicos NP0. Condensadores de aire (los variables) Condensadores de mica. Condensadores de plásticos de tipo tyroflex. Cerámicos NP0 Mica tyroflex. ATEUO EC osc 62

64 Ejemplos de esquemas reales de osciladores (I) (obtenidos del ARRL Handbook 2001) ATEUO EC osc 63

65 Ejemplos de esquemas reales de osciladores (II) (obtenidos del ARRL Handbook 2001) Hartley Alimentación estabilizada iodo para polarizar negativamente la puerta eparador basado en MOFET de doble puerta Transformador para adaptación de impedancias ATEUO EC osc 64

66 Ejemplos de esquemas reales de osciladores (III) (obtenidos en Colpitts ATEUO EC osc 65

67 Ejemplos de esquemas reales de osciladores (IV) (obtenidos del ARRL Handbook 2001 y de notas de aplicación de National emiconductor) ATEUO EC osc 66

68 Parámetros características de los osciladores Margen de frecuencia. Estabilidad Mayor cuanto mayor es el factor de calidad Q de la red de realimentación. Potencias (absoluta de salida sobre 50Ω ) y rendimientos (Potencia de señal / potencia de alimentación). Nivel de armónicos y espurias potencias relativas de uno o varios armónicos con relación al fundamental. Pulling o estabilidad frente a la carga uso de separadores. Pushing o estabilidad frente a la alimentación uso de estabilizadores de tensión (zeners, 78LXX, etc.). eriva con la temperatura Condensadores NP0, de mica, etc. Espectro de ruido e debe fundamentalmente a ruido de fase. ATEUO EC osc 67