electronica general 2.2

La Ganancia de lazo es el Producto de la función de transferencia del Amplificador por la función de transferencia de la red pasiva . Cuando la realimentación es positiva, el denominador de la Función de Transferencia del Sistema realimentado es . Si el módulo de la ganancia de lazo es menor que la unidad, el sistema realimentado es estable con independencia del valor de la fase de dicho producto. si el módulo de y la fase existirá oscilación y se mantendrá indefinidamente, Sin embargo, el sistema puede no arrancar a oscilar a no ser que .

El criterio de Barkhausen puede enunciarse también diciendo que las condiciones para que se de una oscilación de forma mantenida es que la parte real de la ganancia de lazo sea uno y que la parte imaginaria de la ganancia de lazo sea cero.

lazo de realimentación y el sentido del lazo. Después el lazo debe abrirse en un punto cualquiera, situar al inicio un generador de tensión auxiliar , y al final una impedancia , equivalente a la impedancia de entrada que se ve desde el inicio. A continuación debemos calcular la señal que llega al final del lazo , y la ganancia de lazo . Finalmente se aplica el criterio de Barkhausen

Los osciladores sintonizados cumplen el criterio de Barkhausen en una sola frecuencia. Así, proporcionan señales sinusoidales altamente precisas.

Un oscilador de relajación es un circuito no lineal capaz de producir una onda sinusoidal a partir de mecanismos de relajación electrónica.

Un comparador por histéresis es un circuito que permite la generación de ondas cuadradas y triangulares combinando su tensión umbral con un integrador.

Si aplicamos una tensión constante y estable en un condensador, éste se carga linealmente hasta alcanzar un valor máximo. Después inicia el proceso de descarga invirtiendo el sentido de la corriente.

Los generadores de onda cuadrada y triangular son osciladores de relajación basados en las funciones de integración y comparación por histéresis. En algunos casos cuando no se controla la corriente de carga, la onda triangular aparece deformada e igual al proceso de carga y descarga de un condensador.

Para corregir el proceso de carga exponencial en condensadores, se introduce en el lazo de realimentación del Amplificador generadores de corriente basados en JFET. El JFET garantiza un aporte de corriente constante al Condensador por lo que el proceso de carga se realiza de forma lineal. Son necesarios dos transistores JFET en la misma rama del lazo y en colocados en oposición para controlar los ciclos de carga lineal y descarga lineal del condensador.

Para polarizar a un Transistor JFET como fuente de corriente hay que utilizar una resistencia de polarización entre Drenador y Fuente para garantizar que el transistor siempre esté saturado.

El Objetivo del diseño de Filtros es encontrar circuitos electrónicos que realicen determinadas funciones de transferencia de interés. Este Objetivo implica resolver dos problemas: La obtención de funciones de Transferencia H(jω) que sean físicamente realizable y que satisfagan las especificaciones requeridas (problema de aproximación); y por otro lado, la implementación de esta función de transferencia con un circuito electrónico adecuado.

Existen dos formas fundamentales de abordar el diseño de circuitos para Filtros. Por un lado, el buscar circuitos que sinteticen polos simples y polos complejos conjugados que se puedan asociar a las Funciones de Transferencia Factorizadas; y por otro, mediante circuitos generalizados que permiten sintetizar Funciones de Transferencia expresadas como cocientes de polinomios de grado arbitrario (Técnicas de variables de Estado).

Las exigencias para que un Filtro Ideal deje pasar la señal que Filtra por su banda pasante sin alteraciones es que posea distorsión de amplitud y distorsión de fase de forma simultánea consiguiéndose así máxima linealidad en la respuesta.

Para que una función de transferencia sea físicamente realizable debe tener una función ponderatriz que se extienda en todo tiempo. En caso contrario será imposible de realizar y solo se podrán obtener aproximaciones de la función deseada.

Con el fin de estandarizar el diseño de Filtros y comparar las distintas aproximaciones (pasa-baja, pasa-alta,...), se definen tres parámetros comunes: 1. Definición de una Frecuencia de corte normalizada . 2. En la frecuencia de corte, todas las aproximaciones pasan por el mismo punto: siendo el factor de rizado. 3. Dentro de la banda pasante el módulo de la función de transferencia siempre se encontrará entre las siguientes cotas:

En las distintas aproximaciones se definen polinomios factorizables con polos simples y polos complejos conjugados normalizados, cuyos vectores asociados en el plano complejo se encuentran a la izquierda del plano complejo en un semicírculo unidad o en una semielipse. Los polinomios de Butterworth contienen polos que se encuentran en una semielipse y los de Chevyshev contienen polos que se encuentran en el semicírculo unidad

Una vez definidas las aproximaciones Pasa-Baja, correspondientes a cada uno de los polinomios (Butterworth, Chevyshev, Cauer, Bessel, etc...), es posible construir las aproximaciones Pasa-Alta y Pasa-Banda mediante transformaciones de la variable .

Existen diversas topologías formadas por Resistencias, Condensadores y Amplificadores Operacionales para implementar polos simples y polos complejos conjugados; por ejemplo, las VCVS, las de ganancia infinita y realimentación múltiple, etc... Para implementar un filtro hay que desarrollar su expresión normalizada (en general la respuesta pasa-baja) en términos del tipo de polinomio, orden del polinomio y características de rizado. Después hay que factorizarla y trasladarla a la frecuencia de corte de interés. Posteriormente hay que identificar las expresiones correspondientes asociadas a los parámetros , y relacionarlas con las expresiones de una topología concreta elegida en función de las relaciones entre las resistencias y condensadores y la frecuencia de corte. Con ellas despejaremos los valores concretos de las resistencias y condensadores. Conectaremos en cascada cada implementación de pares de polos y en su caso, de polo simple hasta conseguir el orden del filtro deseado. Finalmente, simularemos la estructura para verificar que el filtro cumple las condiciones impuestas.

Un Filtro Universal o Bicuadrático es un Filtro con una entrada y tres salidas realizado con la Técnica de Variable de estado para implementar en sola topología tres funciones de transferencia cuyo denominador, común a las tres, implementa un par de polos complejos conjugados. Cada uno de los Numeradores se identifican con las configuraciones pasa-baja, pasa-alta y pasa-banda respectivamente

Un Condensador conmutado es equivalente a una resistencia si se cumple: 1. La frecuencia de muestreo con la que se conmuta debe verificar el teorema del muestreo. 2. Las impedancias a las que está conectado el condensador deben ser infinitas (teóricamente) ó análogas a la de la entrada + de un Amplificador Operacional.